Brevet FR2538956A1 — publié le 19840706

Procédé de montage d'un générateur électrochimique et générateur ainsi obtenu - L'invention concerne un procédé de montage d'un générateur électrochimique destiné à subir des pressions élevées Elle s'applique en particulier aux générateurs électrochimiques amorçables utilisés dans des engins sous-marins et devant conserver leur étanchéité sous une pression d'une dizaine de bars. Actuellement, il est connu de réaliser de tels générateurs en procédant dans un premier temps à un empilage, entre deux flasques d'extrémité, de piles élémentaires contenues dans des bacs embo:tables, puis en réalisant le maintien et l'isolement électrique des sorties de courant des différentes piles par surmoulage au moyen d'une résine compatible avec le matériau constitutif des bacs. De manière à assurer ensuite la cohésion de l'ensemble, on procède à un bobinage au moyen de fils de verre imprégnés de résine, des rainures étant éventuellement prévues sur les flasques pour contenir les fils de verre, ceux-ci pouvant s'étendre sur les flasques selon deux directions perpendiculaires. On a pu toutefois constater que sous pression, de l'ordre de 8 à 10 bars, le dispositif ainsi réalisé pouvait présenter des-défauts d'étan- chéité se traduisant par des fuites d'électrolyte. La présente invention permet notamment de remédier à ces inconvé- nients. Elle a pour objet un procédé de montage d'un générateur électro- chimique destiné à subir des pressions élevées selon lequel on réalise dans un premier temps un empilage, entre deux flasques d'extrémité, de piles élémentaires contenues dans des bacs emboitables puis on procède au maintien et à l'isolement électrique des sorties de courant des diffé- rentes piles par surmoulage au moyen de résine compatible avec le matériau constitutif des bacs, caractérisé par le fait que l'on dépose ensuite sur la tranche de l'empilement des bacs un voile de surface formé par un feutre de fibres imprégné de résine, puis, dès gélification de ladite résine imprégnant le feutre, on procède à un entoilage par dessus le voile de surface au moyen d'un tissu de verre imprégné d'une résine, le recouvrement ainsi réalisé comportant également des parties rabattues 2 - sur les flasques d'extrémité. L'invention a également pour objet le générateur obtenu par la mise en oeuvre du procédé précité. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et du dessin annexé, se rapportant à différents modes d'exécution du procédé objet de l'invention. La figure 1 est une vue simplifiée, en perspective, d'un géné- rateur avant application du procédé de montage selon l'invention. Les figures 2 et 4 correspondent à la phase de mise en place du voile de surface. La figure 3 correspond à la phase de l'entoilage selon un premier mode d'exécution. Les figures 5 et 6 correspondent à un temps de la phase de l'entoi- lage, selon un second mode d'exécution. Comme cela apparaît sur la figure 19 le générateur électrochi- mique 1 comporte une pluralité de piles élémentaires empilées les unes sur les autres et maintenues entre deux flasques d'extrémité 3 Les bacs 2 des piles présentent une forme en quart de cercle et sont emboita- bles, selon des dispositions connues. Les bacs sont ainsi constitués de manière que l'empilement présente sur au moins l'une de ses deux faces latérales planes des cavités dans lesquelles émergent les sorties de courant 4 des différentes piles. Toujours selon un processus connu, on procède au maintien et à l'isolement électrique des sorties de courant 4 des différentes piles par surmoulage au moyen de résine compatible avec le matériau consti- tutif des bacs, la résine 5 venant combler les cavités précitées. Les références 6 et 7 désignent les sorties de courant du généra- teur; l'orifice d'alimentation en électrolyte est désigné par la réfé- rence 8. Les flasques 3 peuvent être constitués par une matière synthétique, éventuellement chargée; à titre d'exemple on a ainsi utilisé des flasques à base de polysulfone chargée en verre ( 20 à 30 %). Les bacs 2 sont en matière plastique, par exemple en polysulfone 3 - et obtenus par moulage De manière à éviter toute trace d'agent de démoulage, on procède à un ponçage mécanique de la paroi des bacs, suivi d'une opération de dégraissage, par exemple au moyen de trichlorotri- fluoroéthane. Le surmoulage des sorties de courant des piles est réalisé au moyen d'un matériau présentant un coefficient de dilatation voisin de celui de la matière constitutive des bacs On peut ainsi utiliser une résine époxy De plus, il peut être avantageux de thyxotroper cette résine afin d'éviter qu'elle ne pénètre à l'intérieur des bacs lors du-surmoulage. Ceci peut être réalisé par addition de silice pyrogénée. Le surmoulage peut ainsi être réalisé au moyen du mélange suivant: Résine epoxy 100 g Durcisseur 10 g Silice 60 g à 75 g Sur la tranche de l'empilement des bacs juxtaposés, de manière à assurer l'étanchéité entre les bacs et vis-à-vis de l'extérieur on dépose un voile de surface 9 formé par un feutre de fibres imprégné de résine, comme cela apparaît clairement sur les figures 2 et 4, le générateur de la figure 4 se distinguant de celui de la figure 2 par un nombre de piles élémentaires plus important. On peut ainsi utiliser un feutre de fibres multidirectionnelles de verre ou acryliques Ce feutre est imprégné par un mélange comprenant une résine et son durcisseur. Le mélange d'imprégnation de ce feutre peut comprendre les propor- tions suivantes: Résine epoxy (par exemple XB 3052 A) 100 g Durcisseur (par exemple XB 3052 B) 38 g Le feutre imprégné est déposé en double épaisseur, ce qui conduit pour le voile de surface à une épaisseur voisine de 1 mm. On attend alors le début de la gélification (environ 4 heures avec le mélange d'imprégnation précité) puis, conformément à l'invention, on procède à un entoilage au moyen d'un tissu de verre imprégné par une résine, et de préférence par la même résine que celle imprégnant le voile de surface. 4 - Le tissu de fibres de verres est appliqué sur le voile de surface et également rabattu sur les flasques d'extrémité de manière à venir les recouvrir au moins partiellement. A titre d'exemple, pour l'opération d'entoilage, on peut utiliser un tissu de verre présentant un très grand module d'élasticité, dont le poids sera compris de préférence entre 500 et 800 g/m 2 Ce tissu peut avoir subi un encimage de manière à faciliter ulté- rieurement les liaisons avec la résine d'imprégnation. Selon un premier mode d'exécution correspondant à la figure 3, on peut réaliser l'entoilage par enroulage du tissu de verre 10 imprégné, sur le voile de surface, selon plusieurs tours, par exemple 5, puis en rabattant les extrémités du tissu sur les flasques d'extrémité La réfé- rence 11 désigne les parties ainsi rabattues. Après cette opération, l'ensemble est placé dans un conformateur de manière à obtenir avec précision les dimensions souhaitées. Selon un second mode d'exécution utilisable en particulier sur des générateurs de grandes dimensions, et correspondant aux figures 5 et 6, on coiffe les flasques d'extrémités par des pièces 12 en tissu de verre prédécoupées, analogues à des chaussettes, qui viennent également recouvrir partiellement le voile de surface 9, laissant une partie cen- trale libre Le recouvrement peut ainsi s'étendre à partir de chaque flasque sur 1/3 de la hauteur totale du voile de surface Puis, avec une autre pièce de tissu de verre découpée de manière appropriée, ainsi que représentée sur la figure 6, on recouvre d'abord l'espace laissé libre sur le voile de surface avec la partie 13 de manière à obtenir une même épaisseur de tissu de verre enroulé sur toute la surface du voile de surface, et on recouvre ensuite la totalité de la surface du voile par la partie 14. Après cette opération, on dispose à nouveau sur les flasques d'extrémité recouverts des pièces 12 de nouvelles pièces prédécoupées, en 1 ou 2 épaisseurs, qui recouvrent également partiellement l'empilement, comme indiqué précédemment L'ensemble est placé dans un conformateur agissant perpendiculairement aux flasques d'extémité de manière à obtenir les dimensions désirées et à éviter les bulles d'air. On réalise alors un nouvel entoilage périphérique s'appliquant d'abord - sur la partie centrale de manière à obtenir la même épaisseur de recou- vrement sur toute la hauteur de l'empilement puis on termine par un ou plusieurs tours sur la totalité de la surface latérale de l'empilement d'une manière analogue à ce qui est représenté sur la figure 6. On peut ainsi recouvrir la surface latérale de l'empilement par au total 5 épaisseurs de tissu de verre, les flasques d'extrémité suppor- tant 2 ou 3 épaisseurs, alors que selon le premier mode d'exécution correspondant à la figure 3 il en supportait 5. On effectue ensuite à température ambiante un conformage latéral sur la périphérie du générateur. Après cette opération, on polymèrise la résine imprégnant le tissu de verre, par exemple par passage dans une étuve, à une température maximum de 500 C. On a pu obtenir ainsi des générateurs présentant une excellente tenue mécanique ainsi qu'une remarquable étanchéité Ces générateurs n'ont ainsi présenté aucune défaillance après avoir subi une pression de 12 bars pendant 20 minutes environ. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution décrits et représenté qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. _ 6- REVENDICATIONS 1/ Procédé de montage d'un générateur électrochimique destiné à subir des pressions élevées selon lequel on réalise dans un premier temps un empilage, entre deux flasques d'extrémité, de piles élémentaires contenues dans des bacs emboitables puis on procède au maintien et à l'isolement électrique des sorties de courant des différentes piles par surmoulage au moyen de résine compatible avec le matériau constitutif des bacs, caractérisé par le fait que l'on dépose ensuite sur la tranche de l'empilement des bacs ( 2) un voile de surface ( 9) formé par un feutre de fibres imprégné de résine, puis, dès gélification de ladite résine imprégnant le feutre, on procède à un entoilage par dessus le voile de surface ( 9) au moyen d'un tissu de verre ( 10) imprégné d'une résine, le recouvrement ainsi réalisé comportant également des parties rabattues ( 11, 12) sur les flasques d'extrémité ( 3). 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la résine imprégnant le tissu de verre est la même que celle imprégnant le feutre. 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'après entoilage et avant polymérisation de la résine imprégnant le tissu de verre on procède à une opération de conformation de manière à obtenir pour le générateur les dimensions souhaitées. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le recouvrement par le tissu de verre comporte plusieurs épaisseurs. / Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que sur toute la surface latérale de l'empilement, l'épaisseur du recou- vrement par le tissu de verre est uniforme. 6/ Générateur électrochimique obtenu par le procédé défini selon l'une des revendications 1 à 5.