Brevet FR2604302A1 — publié le 19880325

Pour connecter des âmes d'électrodes à structu- re fibreuse composées de fibres de matière plastique mé- tallisées, par exemple, composées d'un feutre ou voile non tissé de polyoléfine nickelé, il est connu de fendre le bord de l'âme d'électrode, d'enfoncer la cosse dans cette fente et ensuite, de souder l'âme d'électrode à la cosse. Toutefois, cette possibilité est très conteuse et ne peut être utilisée que dans le cas de petites sé- ries. Pour connecter des cosses à des âmes d'électro- des à structure fibreuse, il est également connu de sou- der à la cosse le bord de l'âme d'électrode qui est ren- forcé par un dépôt métallique déposé par galvanoplastie (brevet allemand 3142091). Conme des électrodes à structure fibreuse présentent une grande capacité, due à leur grande surfa- ce et, en même temps, une capacité de transport d'inten- sité très élevée, la cosse conductrice doit être choisie relativement épaisse (environ 1 à 5 mm) pour des raisons de conductibilité électrique. Le soudage de la cosse con- ductrice sur le bord de l'âme d'électrode à structure fi- breuse s'effectue par soudage par résistance. Pour cela, on applique l'âme d'électrode à structure fibreuse sur la cosse et on la soude à celle-ci sous pression. Un in- convénient de l'assemblage réalisé de cette façon consis- te en ce que le bord inférieur de la cosse s'enfonce dans l'âme nickelée et peut conduire à cet endroit à des fissures dans l'âme fibreuse. Par ailleurs, à cet en- droit, la section porteuse de l'âme est fortement dimi- nuée. Ceci conduit à une faible résistance mécanique du joint soudé, de sorte que, dans les phases suivantes du travail de la fabrication des électrodes (introduction de la masse active, réunion en jeux de plaques par souda- ge), on observe un taux élevé de rebut dû à des ruptures de cosses. Par ailleurs, dans l'utilisation d'éléments de ce genre, en particulier, dans les applications aux accumulateurs de traction, les plaques peuvent se déta- cher des cosses par rupture, sous l'effet d'une contrain- te mécanique et, de cette façon, conduire à des pannes. L'invention se donne pour but de réaliser une âme d'électrode à structure fibreuse en fibres de ma- tière plastique métallisées, munie d'une cosse conductri- ce soudée, dans laquelle il ne puisse pas se produire de fissuration dans l'âme d'électrode à structure fibreuse dans le voisinage du joint soudé, dans laquelle la sec- tion de l'âme d'électrode à structure fibreuse ne soit pas trop fortement écrasée en dehors du bord renforcé, et dans laquelle le joint soudé présente une haute résis- tance mécanique, non seulement face à une contrainte de traction mais également dans la direction transversale et permette ainsi de fabriquer des électrodes possédant une résistance électrique de connexion avantageuse et une grande longévité, de manière que ces électrodes puis- sent également être utilisées dans les accumulateurs de traction. Selon l'invention, ce problème est résolu par une âme d'électrode à structure fibreuse faite de fibres de matière plastique métallisées, à bord renforcé et à cosse conductrice soudée, caractérisée en ce que l'âme d'électrode à structure fibreuse possàde une épaisseur de 1 à 10 mm, en ce que la cosse conductrice est munie, sur la face ad- jacente à l'âme fibreuse, d'un ou plusieurs redan(s) dont la hauteur totale correspond à une valeur de 0,3 à 0,8 fois l'épaisseur de la cosse conductrice, et dont la profondeur est au total de 3 à 10 mm, en ce que le bord de l'âme d'électrode à structure fi- breuse se trouve dans une région de la cosse conductrice dont les limites se trouvent à une distance de l'arête du redan égale à deux fois l'épaisseur de la cosse de part et d'autre de cette arête, et en ce que l'âme d'électrode à structure fibreuse qui est comprimée dans la région diminuée par le redan, s'épais- 3 2604302 sit avec un profil à peu près continu jusqu'à l'extrémi- téduredanpoury retrouver sa pleine épaisseur. La cosse conductrice est munie, sur son côté ad- jacent à l'âme fibreuse, d'un ou plusieurs redan(s) dont la hauteur totale correspond à une valeur de 0,3 à 0,8 fois l'épaisseur de la cosse et dont la profondeur est au total de 3 à 10 mm. Le bord de l'âme de l'électrode à structure fi- breuse, qui doit posséder une épaisseur entre 1 et 10 mm, peut se trouver dans une région de la cosse dont les limites se trouvent à une distance de l'arête du redan égale à deux fois l'épaisseur de la cosse, de part et d'autre de cette arête. Il est préférable que cette dis- tance soit à peu près égale à l'épaisseur de la cosse conductrice et que l'âme fibreuse vienne se placer sur la partie de la cosse conductrice qui est diminuée par le redan. Si l'âme fibreuse est trop éloignée du redan, on observe après le soudage une trop forte perte de ten- sion sur la oartie non soudée,maintenant trop longue, de la partie diminuée de la cosse. Si l'âme fibreuse monte trop loin sur la partie non diminuée de la cosse conduc- trice, l'effet du redan est perdu. Lors du serrage des électrodes de soudage, les pressions les plus fortes se produisent dans la zone du bord renforcé de l'âme fibreu- se et, dans la forme de réalisation préférée, le soudage s'effectue essentiellement dans la région de la cosse conductrice qui est diminuée par le redan. La hauteur du redan doit correspondre à une valeur de 0,3 à 0,8 fois l'épaisseur de la cosse. Il est également possible de ré- partir cette hauteur sur plusieurs redans, de manière à éviter des variations de section trop brusques. La pro- fondeur totale des redans doit être de 3 à 10 mm. En donnant une conformation appropriée à l'élec- trode de soudage qui s'applique sur le côté fibre, l'âme d'électrode à structure fibreuse, qui est comprimée dans la région diminuée par le redan, retrouve la pleine va- 4 2604302 leur de son épaisseur en s'épaississant avec un profil à peu près continu jusqu'à l'extrémité du redan. De cette façon, en combinaison avec la cosse conductrice à re- dans, on obtient que l'âme de l'électrode n'est pas trop fortement écrasée à l'extrémité de la cosse, et on évite de cette façon les fissures dans l'âme fibreuse. Ceci conduit à une plus grande solidité mécanique du joint soudé. En outre,il est avantageux d'arrondir l'arête du redan pour éviter les fissurations des fibres. Comme âmes d'électrodes, on utilise des âmes composées de fibres de matière plastique métallisées, no- tamment des feutres, feutres aiguilletés, voiles non tis- sés et équivalents. La métallisation s'effectue selon les techniques habituelles et, pour le dépôt métallique sur les fibres, on utilise en particulier le nickel ou le cuivre. Comme matière pour les fibres, on peut envisa- ger les matières plastiques qui sont également appro- priées pour les fibres textiles, par exemple les polyolé- fines, les polyamides, le polyacrylonitrile, etc., pour- vu qu'elles soient stables vis-à-vis de l'électrolyte avec lequel ils entreront en contact ultérieurement. Sur le dessin, on a représenté schématiquement une âme d'électrode à structure fibreuse munie d'une cos- se conductrice soudée et conforme à l'état de la techni- que, comparée à une Rme d'électrode à structure fibreuse selon l'invention. La figure 1 représente schématiquement un dé- tail, par une vue en coupe longitudinale, d'un joint d'assemblage du type habituel jusqu'à présent, réalisé entre une cosse nickelée et une âme d'électrode à struc- ture fibreuse, avant le soudage; la figure 2 représente l'âme selon la figure 1 après le soudage; la figure 3 représente une âme d'électrode à structure fibreuse et une cosse conductrice à redan, avant le soudage; et 2604302 la figure 4 représente l'âme d'électrode à structure fibreuse selon la figure 3, après le soudage. La figure 1 montre la cosse conductrice 11 qui est munie de deux rangées de bossettes embouties 13 et 13'. L'extrémité de l'âme d'électrode à structure fibreu- se 12 est posée sur les rangées de bossettes 13 et 13'. Sur la figure 2, on remarque les électrodes de soudage 24 et 25 entre lesquelles se trouvent la cosse conductri- ce 21 et l'âme d'électrode à structure fibreuse 22. Sous l'effet de la grande pression de serrage des électrodes de soudage 24 et 25, la bossette 13 selon la figure 1 a été déformée pour laisser une bossette 23 aplatie. On re- marque en outre que, sous l'action de l'électrode de sou- dage 25, la structure fibreuse est fortement comprimée sur une grande longueur. A l'extrémité 26 de la cosse conductrice, il se produit une modification de section pratiquement dépourvue de transition, qui peut conduire à des fissures 27. Lorsqu'on a éloigné les électrodes de soudage 25 et 24, la forme de la cosse conductrice et celle de l'âme d'électrode à structure fibreuse 22 qui sont représentées restent sensiblement telles quelles. La figure 3 montre à nouveau une cosse conduc- trice 31, ainsi que l'âme d'électrode à structure fibreu- se 32. La cosse conductrice 31 est munie d'un redan 36 dont la hauteur correspond, dans le cas représenté, à peu près à 0,5 fois l'épaisseur de la cosse. L'âme d'électrode à structure fibreuse 32 se prolonge sur la cosse conductrice au-delà du redan, sur une distance qui correspond à peu près à l'épaisseur de la cosse 31. La profondeur du redan est d'environ 3 à 10 mm. La figure 4 montre une cosse conductrice 41 et une âme à structure fibreuse 42 pendant l'opération de soudage, serrées entre l'électrode de soudage supérieure et l'électrode de soudage inférieure 44. Dans cette forme de réalisation, l'âme à structure fibreuse 42 est placée sur la cosse conductrice 41 de telle manière que 6 2604302 le soudage se produise sensiblement sur la partie de la cosse conductrice 41 qui est diminuée par le redan. Dans le cas o l'âme fibreuse est à recouvrement par rapport à la partie de la cosse conductrice qui n'est pas dimi- nuée par le redan, la zone de soudure peut se prolonger encore dans la région de la partie non diminuée de la cosse conductrice. L'électrode de soudage supérieure 45 est conformée de telle manière que l'âme d'électrode à structure fibreuse qui est comprimée dans la région dimi- nuée par le redan s'épaississe avec un profil à peu près continu jusqu'à l'extrémité du redan pour retrouver sa pleine épaisseur. Sur le dessin, cette transition est ob- tenue par une forme légèrement échancrée de l'électrode supérieure 45. Toutefois, il est également possible de donner à la transition un profil continu, par exemple, comme celui qui est indiqué par la ligne tiretée 49. Une telle électrode 45 à transition progressive est plus fa- cile à réaliser du point de vue de la technique de fabri- cation et, après usure, elle peut être ré-usinée d'une façon simple. La cosse conductrice peut être munie, non pas d'un seul redan mais également de plusieurs redans, mais pour des raisons de commodité, on n'utilise généra- lement pas plus de trois redans. Avec l'âme d'électrode à structure fibreuse se- lon l'invention, dans laquelle la cosse conductrice pos- sède un ou plusieurs redan(s), la solidité de l'assembla- ge dans la région de connexion est augmentée de plus de %, comparativement à une âme d'électrode à structure fibreuse traditionnelle munie d'une cosse conductrice soudée. Ceci réduit les taux de rebut et une telle élec- trode à structure fibreuse peut être utilisée sans ris- que, non seulement dans les applications fixes mais éga- lement pour les accumulateurs de traction. Par ailleurs, la diminution de l'écrasement des fibres nickelées à l'endroit du passage de l'âme à la cosse conductrice at- ténue les pointes de tension et améliore l'aptitude des 7 2604302 éléments d'accumulateurs à résister aux grandes intensi- tés. 8 2604302 R E V E N D ICATIONS 1 - Ame d'électrode à structure fibreuse faite de fibres de matière plastique métallisées, à bord ren- forcé et à cosse conductrice soudée, caractérisée en ce que l'âme d'électrode à structure fibreuse possède une épaisseur de 1 à 10 mm, en ce que la cosse conductrice est munie, sur la face ad- jacente à la structure fibreuse, d'un ou plusieurs re- dan(s) dont la hauteur totale correspond à une valeur de 0,3 à 0,8 fois l'épaisseur de la cosse conductrice et dont la profondeur est au total de 3 à 10 mm, en ce que le bord de l'âme d'électrode à structure fi- breuse se trouve dans une région de la cosse conductrice dont les limites se trouvent à une distance de l'arête du redan égale à deux fois l'épaisseur de la cosse con- ductrice,de part et d'autre de cette arête, et en ce que l'âme d'électrode à structure fibreuse, qui est comprimée dans la région diminuée par le redan, s'épaissit avec un profil à peu près continu jusqu'à l'extrémité du redanpoury retrouver sa pleine épais- seur. 2 - Ame d'électrode à structure fibreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arête du re- dan est arrondie.