Brevet FR2604301A1 — publié le 19880325

Pour connecter des âmes d'électrodes à structu- re fibreuse faites de fibres de matière plastique métal- lisées, par exemple, d'un feutre ou voile non tissé de polyoléfine nickelé, il est connu de fendre le bord le l'âme de l'électrode, d'enfoncer la cosse dans cette fen- te et, ensuite, de souder l'âme de l'électrode à la cos- se. Toutefois, cette possibilité est très coûteuse et ne peut être utilisée que dans le cas de petites séries. Dans le cas de grandes séries, on applique la cosse sur le bord, renforcé par galvanoplastie, de l'âme d'électro- de à structure fibreuse et on la soude à cette âme sous pression. La cosse est faite dans ce cas d'une pièce de tôle de forme appropriée, en particulier en tôle de nickel ou en tôle nickelée. Lorsqu'on soude les cosses aux âmes d'électrodes à structure fibreuse, le bord infé- rieur de la cosse s'enfonce dans l'âme fibreuse métalli- sée, de sorte qu'il se produit une forte compression de l'âme d'électrode à structure fibreuse métallisée au-delà du bord renforcé. Sous cet effet, il se produit des fissures dans l'âme d'électrode métallisée dans la région de la soudure et on obtient une faible section porteuse. Tout ceci se traduit par une faible résistance mécanique du joint soudé et, en conséquence, à la mise au rebut au cours du traitement ultérieur des électrodes à structure fibreuse enrobées, par exemple, au cours de l'imprégnation mécanique, du soudage des jeux de pla- ques, de la séparation et du formage. Par ailleurs, si, en service, la soudure des plaques n'est pas assez soli- de pour résister aux efforts et couples qui se dévelop- pent à l'occasion de contraintes alternées, la capacité d'accumulation des accumulateurs finis en souffre. L'invention se donne pour but de réaliser une âme d'électrode à structure fibreuse, faite de fibres de matière plastique métallisées, munie d'un bord renforcé et d'une cosse conductrice soudée et dans laquelle il ne se produise pas de fissuration dans l'âme d'électrode à 2 2604301 structure fibreuse à proximité immédiate du joint soudé, dans laquelle le joint soudé présente une grande résis- tance mécanique, non seulement face aux contraintes de traction mais également face aux contraintes transversa- les, et grace à laquelle on puisse fabriquer des électro- des possédant une résistance de connexion électrique avantageuse et une grande longévité, de manière que ces électrodes puissent également être utilisées dans les ac- cumulateurs de traction. Selon l'invention, ce problème est résolu par une âme d'électrode à structure fibreuse en fibres de ma- tière plastique métallisées et munie d'un bord renforcé et d'une cosse conductrice soudée, caractérisée en ce que la cosse conductrice est munie, sur la face adjacente à l'âme fibreuse, d'un biseau qui s'amincit de façon sensiblement continue et qui forme un angle de 10 à 50 avec la cosse, en ce que la soudure de l'âme fibreuse est exécutée es- sentiellement sur la partie non biseautée de la cosse conductrice, sur une distance pouvant atteindre 5 mm au- dessus du début du biseau, et en ce que l'âme fibreuse est comprimée dans la région du joint soudé et qu'elle retrouve sa pleine épaisseur en s'épaississant avec un profil à peu près continu sur ses deux faces, à partir du joint soudé. Sur sa face adjacente à l'âme fibreuse, la cos- se conductrice est munie d'un biseau qui s'amincit de fa- çon sensiblement continue et qui forme un angle de 10 à avec la cosse. La soudure de l'âme fibreuse se trou- ve sur la partie non biseautée de la cosse conductrice, jusqu'à une distance pouvant essentiellement aller jusqu'à mm au-dessus du début du biseau. Etant donné que, lors du soudage, il se produit un fort échauffement de la cosse ainsi que de l'âme fi- breuse, le soudage peut dans de nombreux cas s'étendre jusque dans la région du biseau. Au cours du soudage, 3.2604301 l'âme fibreuse subit une compression permanente dans la région du joint soudé sous l'effet de la pression de ser- rage des électrodes de soudage. Cette compression se pro- duit surtout dans le bord renforcé de l'âme d'électrode à structure fibreuse, qui présente une plus grande soli- dité mécanique que le reste de l'âme d'électrode. Le ren- forcement du bord par galvanoplastie est connu et est obtenu par un dépôt métallique plus épais sur les fibres de l'âmed'électrode (brevet allemand31 42091). Enpartant du joint soudé, grâce à la présence du biseau, ainsi qu'à une conformation correspondante de la contre-électrode, l'âme fibreuse retrouve sa pleine épaisseur avec des pen- tes à peu près symétriques sur les deux faces. Ceci évi- te dans une large mesure la formation de tensions inter- nes dans l'âme d'électrode. Ceci est particulièrement avantageux pour les âmes d'électrodes épaisses, en parti- culier, pour celles qui possèdent une épaisseur de 1,5 à 8 mm. On utilise comme ames d'électrodes des ames faites de fibres de matière élastique métallisées, en particu- lier des feutres, feutres aiguilletés, voiles non tissés et équivalents. La métallisation s'effectue selon les techniques habituelles et on utilise en particulier le nickel ou le cuivre pour le revêtement métallique sur les fibres. Au bord sur lequel la cosse conductrice doit être montée, les âmes d'électrodes sont munies d'un ren- forcement de bord qui est obtenu par un dépôt métallique plus épais sur les fibres. Comme matière pour les fi- bres, on utilise les matières plastiques qui sont égale- ment appropriées pour les fibres textiles, par exemple des polyoléfines, des polyamides, le polyacrylonitrile, etc., pourvu qu'elles soient stables vis-à-vis des élec- trolytes avec lesquels elles entreront en contact ulté- rieurement. 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- 4 2604301 que, comparée à une âme 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, qui est bi- seautée, avant le soudage; et 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'. Sur les rangées de bossettes 13 et 13' est posée l'extrémité de l'âme d'électrode à structure fibreuse. 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 21 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 biseau 38. 2604301 Le biseau doit former un angle de 10 à 50 avec la cos- se. Si l'angle est trop petit, le biseau est trop long, ce qui conduit à une réduction de la capacité de l'élec- trode correspondante; si l'angle de biseau est supé- rieur à 50 , la transition entre la zone comprimée de l'âme d'électrode à structure fibreuse et la partie non comprimée de cette âme est trop brusque, de sorte qu'il y a un risque de développement de fissures de contrain- tes, comme dans la technique antérieure. Le soudage se produit essentiellement dans la partie non biseautée de la cosse conductrice 31. A cet effet, l'âme d'électrode à structure fibreuse doit se prolonger dans cette région non biseautée sur une distance pouvant aller jusqu'à 5 mm, notamment sur une distance d'environ 1 à 3 mm. Si l'on tombe sensiblement au-dessous de cette valeur de 1 mm, on n'est pas toujours sûr d'obtenir une bonne soudu- re; si l'on dépasse la valeur de 3 mm, le soudage ris- que de se produire également dans le bord non renforcé de l'âme d'électrode à structure fibreuse, ce qui peut conduire à une détérioration de la solidité de l'assem- blage. La figure 4 montre un conducteur et une âme d'électrode à structure fibreuse selon la figure 3, après le soudage. On reconnaît ici la cosse conductrice 41 et l'âme d'électrode à structure fibreuse 42, ainsi que l'électrode de soudage inférieure 44 et l'électrode de soudage supérieure 45. La partis fortement comprimée de l'âme d'électrode à structure fibreuse se limite à la région qui est adjacente à la partie non biseautée de la cosse conductrice. En partant du joint soudé, dans la partie non biseautée de la cosse conductrice, l'âme d'électrode à structure fibreuse s'épaissit sur les deux faces avec un profil à peu près continu pour finir par retrouver la pleine épaisseur. Sur la face de l'âme d'électrode à structure fi- breuse qui est la plus éloignée de la cosse conductrice, 6 2604301 on obtient ce résultat grâce à une configuration appro- priée de l'électrode de soudage. Sur la figure, cette transition est obtenue grâce à 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. Grâce à cette transition progressive entre la partie fortement comprimée, qui porte le joint soudé, et la pleine épaisseur de l'âme d'électrode à structure fi- breuse, le bord à métallisation renforcée, et par consé- quent particulièrement solide, de l'âme d'électrode à structure fibreuse subit la contrainte et la déformation les plus fortes. Sur les parties qui se trouvent en avant de ce bord, il s'exerce des efforts plus faibles, qui déforment moins fortement ces parties, de sorte que la déformation de l'âme d'électrode à structure fibreuse qui est moins fortement métallisée est réduite et finit à zéro. Comparativement à une âme d'électrode à structu- re fibreuse traditionnelle, munie d'une cosse conductri- ce soudée, la résistance mécanique de l'assemblage dans la région de transition est augmentée de plus de 60 % dans l'âme d'électrode à structure fibreuse selon l'in- vention, dans laquelle la cosse conductrice présente un biseau. De cette façon, les taux de rebut décroissent également et une électrode à structure fibreuse présen- tant cette configuration peut être utilisée sans risque, non seulement dans le cas des applications stationnaires mais également dans les accumulateurs de traction. La transition progressive de l'âme d'électrode entre l'état fortement comprimé, au niveau du joint soudé, et l'épais- seur nominale, qui est obtenue grâce à la cosse conduc- trice biseautée, atténue les pointes de tension et amé- liore l'aptitude des éléments d'accumulateurs équipés d'âmes d'électrodes de ce genre à résister aux grandes intensités. 7 2604301 R E V E N D ICATIONS 1 - Ame d'électrode à structure fibreuse faite de fibres de matière plastique métallisée, à bord renfor- cé et à cosse conductrice soudée, caractérisée en ce que la cosse conductrice (31; 41) est munie, sur la face adjacente à l'âme fibreuse (32; 42), d'un bi- seau (38) qui s'amincit de façon sensiblement continue et qui forme un angle de 100 à 50 avec la cosse, en ce que la soudure de l'âme fibreuse est exécutée es- sentiellement sur la partie non biseautée de la cosse conductrice, sur une distance pouvant atteindre 5 mm au- dessus du début du biseau, et en ce que l'âme fibreuse est comprimée dans la région du joint soudé et qu'elle retrouve sa pleine épaisseur en s'épaississant avec un profil à peu près continu, sur ses deux faces, à partir du joint soudé. 2 - Ame d'électrode à structure fibreuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'âme fibreu- se (32; 42) possède une épaisseur de 1,5 à 8 mm.