Brevet FR2539917A1 — publié le 19840727

? Générateur électrochimique de type bouton La présente invention concerne un générateur électrochimique de type bouton, c'est-à-dire contenant dans un bottier -un empilage d'éléments comportant des séparateurs, des électrodes positives, néga- tives et éventuellement bipolaires Ces éléments peuvent être reliés électriquement en parallèle ou en série. Généralement le bottier est formé d'un bac et d'un couvercle portant ou formant une sortie de courant d'une polarité, le bac consti- tuant la sortie de courant de la polarité opposée Les électrodes, par exemple en forme de disques, sont en général reliées aux sorties de courant par l'intermédiaire de clinquants, le plus souvent soudés. Ce mode de liaison présente deux inconvénients principaux Tout d'abord la multiplication des soudures complique la réalisation des éléments et abaisse le niveau de fiabilité Par ailleurs les électrodes ne sont pas immobilisées dans le bottier vis-à-vis de leurs connexions électriques et la tenue mécanique du générateur électrochi- mique ne peut être garantie dans des conditions sévères d'utilition (chocs, fortes accélérations, niveaux de vibrations élevés, etc). La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients et de réaliser un générateur électrochimique de type bouton de haute fiabilité capable de fonctionner dans les conditions précisées plus haut. La présente invention a pour objet un générateur électrochimique de type bouton comportant, dans un bottier muni d'une borne positive et d'une borne négative, un empilage d'éléments constitués par des sépa- rateurs et des électrodes formées d'une plaque métallique collectrice dont au moins une face est enduite de matière active positive ou négative, caractérisé par le fait que chaque plaque présente au moins deux ouvertures par lesquelles elles sont enfilées respectivement sur deux axes parallèles entre eux, avec des bagues intercalaires maintenant entre les plaques l'intervalle souhaité et s'appuyant sur des portions de plaques, une bague étant choisie conductrice ou iso- lante selon qu'elle doive ou non assurer la liaison électrique entre les deux électrodes correspondantes. 2 - Un moyen de blocage longitudinal de l'ensemble des plaques et des bagues est prévu sur chacun desdits axes. De préférence, les tranches dudit empilage sont isolées électri- quement, par exemple noyées dans une gaine plastique surmoulée. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, lesdits axes parallèles sont métalliques et traversent ledit bottier pour former respectivement la borne positive et la borne négative. Dans ce cas, si le bottier est constitué d'un bac et -d'un couvercle métalliques, les axes traversent tous les deux le couvercle, l'un des axes étant isolé électriquement du couvercle. L'invention a également pour objet une pile amorçable du type du générateur précité Dans ce cas les axes sont creux et en matière isolante; ils débouchent latéralement dans des canaux de distribution ménagés dans les bagues intercalaires isolantes; par ailleurs, ils sont susceptibles de communiquer à l'une de leurs extrémités avec un réservoir d'électrolyte d'amorçage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaiîtront au cours de la description suivante qui sera faite à l'aide du dessin annexé donné à titre illustratif mais nullement limi- tatif et dans lequel: la figure 1 montre très schématiquement en coupe un générateur de type bouton selon l'invention, la figure 2 montre très schématiquement en vue de dessus une plaque collectrice appartenant à une électrode du générateur de la figure 1, la figure 3 montre très schématiquement en coupe partielle une pile amorçable selon l'invention, la figure 4 est une vue éclatée en coupe schématique d'une variante de générateur selon l'invention o les axes d'enfilage constituent les bornes de sortie du générateur. On voit sur la figure 1, un générateur électrochimique à trois éléments 1, 2, 3 reliés en série Ces éléments comportent une pluralité d'électrodes formées d'une plaque métallique collectrice de courant 10, apparaissant en vue de dessus sur la figure 2, revêtue de matière active sur au moins l'une de ses faces. Ainsi l'élément 1 contient un empilage constitué d'une anode 3 - monoface 11, d'une cathode biface-12, d'une anode biface 13 et d'une électrode bipolaire 14 faisant la liaison électrique entre l'élément 1 et l'élément 2; on retrouve dans ce dernier ainsi que dans l'élément 3 des électrodes de même type, l'électrode terminale 15 étant une cathode monoface. Toutes ces électrodes et les séparateurs 70 qui sont intercalés entre elles sont enfilés sur deux axes parallèles 21, 22 Cela est rendu possible grâce à des ouvertures 23, 24 prévues dans les plaques 10 (voir figure 2) Afin de maintenir un écartement adéquat entre les électrodes, *on dispose entre elles des bagues interca- laires 25, 26; les bagues 25 sont métalliques et leurs faces extrêmes s'appuient sur des zones annulaires des plaques collectrices 10 pour relier électriquement les électrodes correspondantes Les bagues 26 sont isolantes. L'empilage complet est maintenu entre deux brides extrêmes 27, 28 et serré, par exemple à l'aide d'écrous 29 et 30, sur les axes 21, 22. L'isolement latéral de l'empilage est assuré par une gaine plas- tique surmoulée 71; cette gaine peut être -éventuellement remplacée par un ensemble de joints annulaires superposés et serrés les -uns contre les autres, par exemple en polytétrafluoréthylène On a référencé 72 et 73 les connexions terminales négative et positive. On obtient ainsi un ensemble présentant une bonne résistance mécanique même dans des conditions d'utilisation très critiques Cet ensemble est immobilisé dans un bottier métallique de manière connue en soi. La figure 3 montre une variante de réalisation d'un générateur selon l'invention; il s'agit d'une pile amorçable. L'empilage proprement dit est réalisé de la même manière que précédemment On prévoit des brides extrêmes 81 et 82 métalliques et des axes 83 et 84 isolants Ces axes sont creux et communiquent avec des canaux de distribution d'électrolyte 85 ménagés dans les rondelles isolantes 86 Les extrémités 87 et 88 des axes sont susceptibles de communiquer avec un réservoir d'électrolyte d'amorçage 90. On a référencé 91 et 92 les parois frangibles de la chambre contenant l'électrolyte 93; cette chambre est par ailleurs délimitée par une 4 paroi métallique déformable 94 susceptible de venir s'écraser contre la bride 82 sous l'effet d'un jet de gaz issu du réservoir 95. La figure 4 montre une autre variante particulièrement intéres- sante de générateur selon l'invention. Un tel générateur comporte un bottier métallique formé d'un bac 40 et d'un couvercle 41 Ce dernier porte deux tiges métalliques filetées 42, 43, la tige 42 étant isolée du couvercle par un élément 44 (par exemple un joint au verre) Les extrémités des tiges 42 et 43 extérieures au bottier constituent les bornes de sortie du générateur. On enfile sur les tiges 42 et 43 des électrodes 12 et 13, analogues à celles du générateur de la figure 1, des rondelles métalliques inter- calaires 50 permettent d'assurer les liaisons électriques entre les électrodes Des écrous 52 et 53 assurent le serrage de l'ensemble de l'empilage. On a référencé 60 et 61 des cales isolantes. A titre d'exemple, l'invention peut s'appliquer aux accumula- teurs Nickel-Cadmium Elle peut s'appliquer aussi aux piles LithiumChlorure de Thionyle Dans ce cas les plaques collectrices sont en nickel et les cathodes sont en carbone lié par du polytétra- fluoréthylène Les rondelles conductrices peuvent être en nickel et les rondelles isolantes en polytétrafluoréthylène. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réali- sation qui viennent d'être décrits On pourra, sans sortir du cadre de l'invention, remplacer tout moyen par un moyen équivalent. a 539917 -5- REVENDICATIONS 1/ Générateur électrochimique de type bouton comportant, dans un bottier muni d'une borne positive et d'une borne négative, un empilage d'éléments constitués par des séparateurs et des électrodes formées d'une plaque métallique collectrice dont au moins une face est enduite de matière active positive ou négative, caractérisé par le fait que chaque plaque présente au moins deux ouvertures par lesquelles elles sont enfilées respectivement sur deux axes parallèles entre eux, avec des bagues intercalaires maintenant entre les plaques l'intervalle souhaité et s'appuyant sur des portions de plaques, une bague étant choisie conductrice ou isolante selon qu'elle doive ou non assurer la liaison électrique entre les deux électrodes correspondantes 2/ Générateur électrochimique selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un moyen de blocage longitudinal des plaques et des bagues est prévu sur chacun desdits axes. 3/ Générateur électrochimique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits axes parallèles sont métalliques et traversent ledit bottier pour former respectivement la borne posi- tive et la borne négative. 4/ Générateur électrochimique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que, ledit boitier étant formé d'un bac et d'un couvercle métalliques, lesdits axes traversent ledit couvercle, l'un des axes étant isolé électriquement dudit couvercle. / Générateur électrochimique selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé par le fait que les tranches dudit empilage sont noyées dans une gaine plastique surmoulée. 6/ Générateur électrochimique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits axes sont en matière isolante, qu'ils sont creux, qu'ils débouchent latéralement dans des canaux de distribution d'électrolyte prévus dans les bagues intercalaires isolantes et qu'ils sont susceptibles, à une de leurs extrémités, de communiquer avec un réservoir d'électolyte d'amorçage.