Brevet FR2497407A2 — publié le 19820702

FR 2497407 A2 19820702 FR 8027802 A 19801230 Pile de grande énergie spécifique dans. laquelle la matière active anodique est un métal alcalin La présente addition concerne des piles de grande énergie spécifique du type décrit dans le brevet principal n0 80 07 077 du 28 mars 1980. De telles piles présentent en fin de décharge un palier secondaire qui permet de déceler la fin de la décharge sans que l'alimentation descende à un niveau inacceptable. Selon la revendication 1 du brevet principal ce palier secondaire est obtenu par addition d'un co-solvant dont les proportions par rapport à l'ensemble solvant-co-solvant sont comprises entre 30 et 45%. Ce co-solvant doit avoir une tension de réduction par rapport au métal alcalin constituant la matière active anodique de la pile, inférieure à la tension de réduction de l'anhydride sulfureux. Les co-solvants proposés dans le brevet principal, et, parmi eux, surtout le chlorure de phosphoryle donnent bien le résultat cherché. Néanmoins, l'addition de chlorure de phosphoryle au chlorure de thionyle ou de sulfuryle diminue la solubilité du soluté, par exemple de tétrachloroaluminate de lithium dont la concentration ne peut plus dépasser 0,9 mole/litre. Il en résulte une certaine augmentation de la résistance interne de la pile. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient. Elle a pour objet une pile de grande énergie spécifique, selon les revendications 1 à 5 de la demande de brevet principal, caractérisée par le fait que ledit co-solvant est du chlorure de benzoyle. L'addition de chlorure de benzoyle, tout en faisant apparattre un second palier en fin de charge, permet de dissoudre des concentrations de tétrachloroaluminate de lithium allant jusqu'à 1,5 mole/litre. La tension de réduction du chlorure de benzoyle est 2,4 volts. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple ciaprès illustré par le dessin dans lequel : - la figure 1 représente une coupe partielle d'une pile selon l'invention, - la figure 2 représente une courbe de décharge (A) d'une pile selon le brevet principal et une courbe de décharge (B) d'une pile selon la présente addition. Sur la figure 1, une pile 1 selon l'invention a été représentée en coupe partielle. Elle comprend un godet 2 en une feuille complexe constituée par une feuille acier inoxydable et une feuille de nickel laminées ensemble, la feuille de nickel étant tournée vers l'intérieur. La fermeture du godet se d'un anneau 3 en acier inoxydable soudé en 4 au cord du godet et qui est électriquement isolé d'un cylindre 5 en sillage de ferro-niekel par zdn joint. étanche en verre 6.Ce cylindre 5 est fermé par un Goo 7 n alliage de ferro-niekel qui lui est soudé en 8. Un disque de polytetra- fluoréthylèrie 9 protège l'anneau 3 del'attaque chimique des composants de la pile La pile est ainsi fermée hermétiquement Elle est terminée extérieurement par un capot 10 en acier inoxydable qui coiffe le cylindre 5 et est en contact avec un anneau 11 qui s'enfile à force sur le cylindre 5. L'anneau il est isolé de l'anneau 3 par un anneau 12 en polytétrafluoréthylène. Le godet est enveloppé dans une gaine t3 en chlorure de polyvinyle et une couche de résine thermodurcissable 14 protège les bords du capot 10. La cathode 15, ou plus exactement le collecteur cathodique, est un cylindre poreux constitué par un mélange de 85% de noir d'acétylène et de 15% de polytétrafluoréthylène au contact du godet 2. L'anode 16 est constituée par une feuille de lithium enroulée sur le collecteur anodique 17. lui-meme constitué par une feuille d'acier inoxydable enroulée. Un ressort 18 en acier inoxydable tend à repousser l'anode vers le collecteur cathodique 15 dont elle est séparée par un séparateur 19. Un disque 20 de polytétrafluoréthylène isole l'anode du fond du godet 2. Le ressort 18 est soudé au cylindre 5, de sorte que le capot 10 constitue la borne négative de la pile dont le godet 2 constitue la borne positive par son fond non protégé par la gaine 13. Dans l'exemple qui est décrit les dimensions extérieures de la pile correspondent aux dimensions normalisées des piles R6 de la Commission Electrotechnique Internationale. Le collecteur cathodique a une hauteur de 40 mm et une épaisseur de 4 mm. L'anode de lithium a un poids de 0,492 g, ce qui correspond à une capacité de 1,9Ah. Deux séries de piles ont été montées, la seule composante variable étant la composition de l'électrolyte. La série A correspond au type décrit dans le brevet principal : l'électrolyte est composé de 60% de chlorure de thionyle, 36% de chlorure de phosphoryle et 4% de tétrachloroaluminate de lithium (tous les pourcentages sont donnés en volume). La concentration du soluté correspond à peu près à 0,5 mole/litre. Dans la série B selon la présente invention, l'électrolyte est composé de 58,7% de chlorure de thionyle, 33,3% de chlorure de benzoyle et 8% de tétrachloroaluminate de lithium (environ 1M). Ces deux séries de piles ont été déchargées sur une résistance de 1000 ohms à la température ambiante. Les courbes de décharge A et B sont représentées sur la figure 2 où les tensions V ont été portées en volts en ordonnée et le temps T en jours en abscisse. La courbe en pointillé A représente la moyenne de la première série et la courbe en trait plein B la moyenne de la seconde série Comme on le voit la courbe B présent#e un second palier en fin de décharge, à une tension légèrement supérieure à celle du second palier de la série A. Les rendements du premier palier (décharge de SOCL2) sont 85,7% pour la série A et 90% pour la série B, tandis que les seconds paliers ont des rendements respectivement de 54,6% et 47% calculés sur la quantité de S02 formée lors de la décharge. On voit qu'avec le chlorure de benzoyle le palier se produit à une tension légèrement supérieure à 3 volts, ce qui peut être un avantage dans certaines applications où la tension, tout en marquant un décrochement ne doit pas s'abaisser trop. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple qui vient d'être décrit. REVENDICATIONS 1/ Pile de grande énergie spécifique, selon les revendications 1 à 5 de la demande de brevet principal, dans laquelle la matière active anodique est un métal alcalin, et la matière active cathodique un oxychlorure de soufre qui sert en même temps de solvant d'électrolyte, ledit électrolyte contenant en outre un sel dissous et un co-solvant, caractérisée par le fait que ledit co-solvant est du chlorure de benzoyle. 2/ Pile selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le sel dissous est du tétrachloroaluminate de lithium à raison de 0,8 à 1,5 mole/litre.