Brevet FR2515431A1 — publié le 19830429

On utilise des corps métalliques poreuxpar exem- ple comme supports de la masse active dans la technique des batteries Ces cadres de support sont imprégnés par - la masse active au moyen de procédés connus (imprégnation, dépôt électrochimique) Pour les batteries comportant de telles électrodes, il se pose le problème de conduirele courant à partir du cadre de support par l'intermédiaire d'une languette conductrice de courant (tôle conductri- ce de courant) jusqu'au pôle de la batterie Des ca- dres usuels formés de poudre métallique frittée contien- nent à cet effet un support métallique qui fait saillie sur un bord du cadre fritté Comme support on utilise des tôles perforées, du métal étiré ou des grilles métalli- ques On peut fixer la languette de prélèvement de courant par exemple au moyen d'un soudage électrique par points ou d'un soudage électrique à la molette, sur la partie du sup- port, qui fait saillie hors du cadre fritté. Par suite de leur porosité élevée les corps fibreux mé- talliques conviennent particulièrement bien pour servir de cadre pour électrode et-par exemple un cadre pour électrode constitué par un feutre métallique possède une porosité égale à environ 85 % Le corps du cadre pour électrode est réalisé au moyen du dépôt galvanique d'une couche mé- tallique suffisamment épaisse, par exemple en Ni ou Cu, sur un corps textile électriquement conducteur Ce der- nier peut être un feutre ou un tissu formé de fibres de carbone ou une matière textile comme par exemple un feu- tre, un tissu ou un voile non tissé qui fait l'objet de façon connue d'une pré-métallisation réalisée à l'aide du procédé de dépôt physique ou de dépôt chimique en phase vapeur ou bien au moyen d'un procédé chimique sans courant. (voir à ce sujet les brevets allemands No 22 51 160 et 24 18 742). Etant donné que les corps des cadres ainsi réalisés ne né- cessitent aucun support métallique tel qu'un métal étirû ou ue tôle perforée, en raison de leur bonne stabilité propre et de leur bonne conduction du courant, la lan- guette ou queue conductrice du courant doit être reliée directement au cadre de support En raison de la porosi- té élevée des cadres formées de fibres métalliques, la fixation de la languette conductrice de courant au moyen d'un soudage par points ou d'un soudage àla molette ou bien d'un rivetage présente des difficultés étant donné que pendant l'opération de soudage ou de rivetage, le cadre doit être très fortement comprimé au niveau du point de liaison Il existe le risque que des fibres se rompent au niveau de la liaison, ce qui altère la stabi- lité mécanique de la liaison et le passage du courant. C'est pourquoi l'invention a pour but de permet- tre la fixation sûredes languettes ou queues conductrices de courant sur les cadres très poreux et simultanément de fournir une faible résistance électrique de contact. Ce problème est résolu à l'aide d'un procédé pour établir une liaison stable entre un cadre pour électrode, constitué par un corps formé de fibres métalliques, et une languette ou queue conductrique de courant, caractérisé en ce qu'on renforce un bord du cadre pour électrode à 1 ' aide d'un revêtement métallique déposé par voie galvanique et qu'on fixe sur ce bord la languette de prélèvement de courant. A cet effet on immerge le bord d'un cadre termi- né pour électrode, sur la largeurdésirée dans un bain d'électrolyte et on le métallise par voie galvanique jus- qu'à ce qu'il possède une stabilité suffisante pour la fi- xation de la languette de prélèvement de courant C'est en général de cas lorsque l'on choisit le revêtement mé- tallique au voisinage du bord de telle manière que 10 à % du volume des pores soient remplis par le métal. La composition des bains galvaniqueset la technique de la galvanisation sont bien connues et font l'objet de nombreux manuels De préférence pourréaliser le renforce- ment du bord, on dépose le métal que contient également le reste du cadre Cependant il est également avantageux notamment de déposer sur le bord un autre métal qui est par exemple meilleur marché que le métal du cadre, ou bien de munir le métal autour dudit bord, de propriétés spéci- fiques, par exemple d'une meilleure soudabilité ou d'une meilleure résistance chimique. Le bord du cadre est renforcé par voie galvani- que sur une largeur qui permet la fixation de la languet- te ou queue de prélèvement de courant A cet effet il suf- fit en général d'avoir une bande marginale d'une largeur de 0,3 à 1 cm, et l'on utilise un renforcement d'une lar- geur de 0,3 cm lorsque l'on emploie un fil comme languet- te de prélèvement de courant Dans le cas de l'utilisation de bandes de tôle comme languette de prélèvement de courant, on conserve à la bande marginale une largeur supérieure (environ 0,5 cm et plus). Pour réaliser le bord renforcé, il n'est pas toujours nécessaire de renforcer ultérieurement gal- vaniquement le bord du cadre Pour fabriquer le cadre, on dépose galvaniquement une couche métallique suffi- samment épaisse sur un corps textile en forme de pla- que conductrice Dans le cas de la galvanisation d'une plaque, habituellement le métal ne se dépose pas de façon uniforme sur la surface Au contraire il apparaît au niveau des bords de la plaque un accroissement de la densité de courant locale qui entraîne à nouveau, en ces endroits, un dépôt accru de métal Cet accroissement de la densité de courant locab peut être utilisé pour réaliser un bord renforcé,par voie galvanique, étant donné que la valeur de cet accroissement dépend de la géométrie du bain galvanique, du type des électrodes et de l'intensité de courant Ces facteurs sont bien connus de tous les spécialistes et sont décrits par exemple dans le docu Tent de Dettner-Elze:H 1 andbuck der Galvanotechnik:('lanuel de la technique galvaniqoe), vol I/1, pages 136 et suivantes, C Hanser Verlag, Muinich 1963 Si l'on réalise le nickelage par exemple d'un feutre suspendu librement dans le bain (à une certaine distance des parois),possédant une épais- seur de 4,5 mmayant pour dimensions 36 x 40 cm, on ob- tient, dans le cas d'un dépôtnormal de nickel de 240 irg/cm 2 au centre de la surface, un dépôt local de nickel d'en- viron 800 mg/cm 2 au niveau des bords, par suite de 1 ' effet de bord Cette augmentation du revêtement est con- centrée essentiellement sur une bande d'environ 0,5 à 1 cm mesurée à partir du bord extérieur de la plaque. C'est à partir d'environ 2 cm du bord que l'on obtient déjà à nouveau le revêtement moyen de la plaque. Ce bord à nickelage épais de la plaque formant cadre peut être utilisé pour fixer la languette ou queue de prélèvement de courant au cadre formé de fibres de verre. Il est en outre possible de réaliser tout d'abord un renforcement des bords sur une plaque d'une taille re- lativement importante et de subdiviser ensuite cette pla- que en cadres de support plus petits A cet effet on sub- divise avantageusement la plaque de grande taille de maniè- re que chaque cadre-plus petit possède au moins un bord renforcé, sur lequel la languette de prélèvement de courant est ensuite fixée. On peut réaliser la fixation de la languette de prélèvement de courant en apposant latéralement cette lan- guette de prélèvement de courant sur le bord renforcé de la plaque de manière qu'elle recouvre le cadre sur la lar- geur désirée, par exemple d'environ 5 mm La liaison du cadre formé de fibres et de la languette de prélèvement de courant peut être réalisée sans difficulté au moyen d'un soudage par points ou à la molette ou bien par ri- vetage, et notamment également par brasage, étant donné que la couche métallique accrue dans la zone de liaison du cadre formé de fibres métalliques empêche une densi- fication trop importante du cadre et par conséquent la rupture des fibres On peut en outre installer la lan- guette de prélèvement de courant en créant une fente d'une profondeur d'environ 5 mm dans le bord renforcé de la plaque et en insérant dans cette fente la tôle de prélèvement de courant La liaison s'effectue alors pareillement par soudage, rivetage ou brasage Comme technique de liaison il faut en général préférer le sou- dage et le rivetage. Exemple: On réalise dans un bain de nickel galvanique, pendant une durée de 10 h, un dépôt de nickel de 100 mg/cm 2 sur une plaque d'une épaisseur de 2 mm et ayant pour dimension 40 cm x 40 cm, constituée par des fibres de carbone, pratiquement toutes les fibres étant envelop- pées de nickel A partir du centre de la plaque, on dé- coupe un élément ayant pour dimensions 14 cm x 14 cm et que l'on immerge sur un bord jusqu'à une profondeur de 0,5 cm dans un bain de nickel afin de réaliser un renfor- cement dudit bord L'élément partiel immergé ayant pour dimensions 14 cm x 0,5 cm est nickelé en un intervalle de temps de 30 mn avec un courant de 2,8 A et est de ce fait renforcé Le dépôt dans la zone de bord traitéeest égal maintenant à environ 300 mg/cm, et environ 17 % du volu- me des pores est rempli par du nickel Après lavage et séchage, on fixe à la plaque une languette de nickel constituée par une tôle de 1 mm par soudage par points. Ainsi la plaque et la languette sont en recouvrement sur une longueur de 14 cm et une largeur de 0,5 mm. Dans le cas d'une charge par une contrainte de flexion ayant pour valeur O b 890 N/cm 2, la languette se rompt au voisinage de la zone de soudage par point Exemple comparatif: L'exemple a été répété, mais, le bord de la pla- que n'a pas été renforcé par voie galvanique avant la fixation de la languette de nickel La languette de ni- ckel s'est rompue déjà pour une charge db = 190 N/cm REVE 1NDICATIONS 1 Procédé pour réaliser une liaison stable entre un cadre pour électrode, constitué par un corps fibreux métallique, et une languette de prélèvement de courant, caractérisé en ce qu'on renforce un bord du cadre pour électrode au moyen d'un dépot métallique réalisé galva- niquement et on fixe la languette de prélèvement de courant sur ce bord. 2 Procédé selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'on renforce le bord sur une largeur de 0,3 à l cm. 3 Procédé selon l'une quelconque des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on obtient, dans la zone du bord, un revêtement métallique de 10 à 25 % du volume des pores. 4 Procédé selon les revendications 1 à 3 pri- ses dans leur ensemble, caractérisé en ce que le renfor- cement galvanique du bord est réalisé en même temps que la fabrication galvanique du cadre pour électrode. Procédé selon les revendications 1 à 4 pri- ses dans leur ensemble, caractérisé en ce qu'on fixe la languette de prélèvement de courant par soudage ou rive- tage sur le bord renforcé. 6 Procédé selon les revendications l à 5 pri- ses dans leur ensemble, caractérisé en ce que l'on réa- lise une fente dans le bord renforcé et que l'on fixe la languette de prélèvement de courant dans la fente ainsi obte- nue.