Brevet FR2615659A1 — publié le 19881125

Amélioration du spiralage des faisceaux des générateurs électrochimiques étanches à électrodes enroulées. La présente invention concerne le spiralage des faisceaux de plaques pour éléments électrochimiques étanches à électrodes enroulées. De tels éléments électrochimiques étanches sont constitués par deux électrodes sous formes de bandes séparées par deux bandes de séparateur, l'ensemble étant enroulé autour d'une broche. On connait, par le brevet français 2 328 296, déposé le 17 octobre 1975 par la demanderesse, un générateur électrochimique à électrodes enroulées en spirale autour d'un noyau qui constitue une borne du générateur. Selon un mode de réalisation, une des deux électrodes a une extrémité dépourvue de matière active, insérée dans une fente longitudinale du noyau, auquel elle peut en outre être soudée. Un inconvénient d'une telle solution réside dans le fait que lors de l'enroulement la traction exerce sur la seule électrode insérée dans la fente du noyau, de sorte que la deuxième électrode, qui n'a pas d'extrémité dépourvue de matière active, peut glisser par rapport à elle et ainsi ne plus être en regard de cette électrode sur toute la longueur de celle-ci.D'autre part, dans ce brevet, la spire extérieure de cette deuxième électrode est en contact avec la paroi intérieure d'un godet métallique dans lequel le générateur est introduit après enroulement, et ledit godet constitue une autre borne du générateur ; en variante , les lisières des électrodes dépassent chacune d'un côté des séparateurs, les lisières de la première électrode débordant d'un côté et venant en contact avec soit avec un couvercle isolant traversé en son centre par le noyau, soit avec une rondelle isolante interposée entre lesdites lisières et le fond du godet métallique en contact en son centre avec le noyau ; les lisières de la deuxième électrode débordent de l'autre côté des séparateurs et viennent en contact soit directement avec le fond du godet si les lisières de la première électrode sont en contact avec un couvercle isolant, soit avec une rondelle métallique formant couvercle et isolée du godet, si les lisières de la première électrode sont en contact avec une rondelle isolante. On peut améliorer par soudage les contacts entre les lisières de la deuxième électrode et le fond du godet, ou le couvercle. Dans les générateurs électrochimiques ainsi realisés le noyau sert de borne de sorte qu'il faut un noyau par générateur, et il faut procéder à une opération de soudure, après enroulement, des lisières de la deuxième électrode sur l'autre borne afin d'obtenir de bons contacts électriques. Dans le brevet français 2 272 495 du 24 mai 1974, de la demanderesse, l'extrémité d'un séparateur, ou les deux extrémités de deux séparateurs sont insérées dans une fente d'une broche, à l'exclusion de deux électrodes. La traction, lors de l'enroulement s'exerce alors sur un, ou sur deux, séparateurs dont la structure doit être renforcée à fin d'éviter tout déchirement en cours d'enroulement. Le renforcement est obtenu par l'utilisation de fibres continues, ce qui augmente le prix des séparateurs. L'invention a pour but d'améliorer le spiralage des électrodes d'un générateur électrochimique. Un autre but de l'invention et de supprimer l'opération de soudage des lisières d'une électrode. Un autre but de l'invention est de réduire le coût de fabrication d'un générateur. L'invention a pour objet un générateur, électrochimique à électrodes enroulées, et isolées entre elles par des séparateurs, les électrodes et les séparateurs se présentant sous forme de bandes et étant enroulés autour d'un mandrin et chaque électrode ayant une aine métallique recouverte de chaque côté par une matière active, caractérisé par le fait que l'amie de chaque électrode a une extrémité dépourvue de matière active sur ses deux côtés, que chaque extrémité des électrodes et des séparateurs est insérée dans une fente du mandrin pour enroulement, et que ledit mandrin est enlevé après enroulement L'invention sera bien comprise par la description qui va suivre d'un exemple de réalisation illustrée par les figures annexées dans lesquelles - la figure 1 représente l'extrémité d'un ensemble séparateur électrodes de l'invention avant enroulement - la figure 2 est une vue en perspective d'une extrémité d'une électrode de la figure 1 - la figure 3 représente l'ensemble séparateurs électrodes de l'invention en cours d'enroulement - la figure 4 représente la découpe des électrodes dans une feuillard - la figure 5 est une vue en perspective des positions relatives des extrémités des électrodes découpées selon la figure 4. Classiquement un générateur électrochimique étanche à électrodes enroulées comporte deux électrodes et deux séparateurs, par exemple en polyamide ou autre matière synthétique présentant des porosités adéquates pour favoriser les échanges d'ions et de gaz dissous entre compartiments anodique et cathodique. La figure 1 représente l'extrémité de l'ensemble séparateurs électrodes avant bobinage, selon l'invention. Dans cette figure, i et 2 sont les électrodes, 3 et 4 sont les séparateurs et 5 est un mandrin comportant une fente 6. Les électrodes 1 et 2 présentent chacune une extrémité 11, 21, respectivement, dépourvue de matière active. Chaque extrémité 11, 21 appartient par exemple à une âme conductrice qui peut etre une bande d'acier nickelé recouverte par ailleurs de chaque côté d'une couche de métal frité imprégnée de matière active, comme représenté figure 2 ; dans cette figure l'électrode 1 est constituée par une bande métallique 10 recouverte de chaque côté par une matière active 12, 13, l'extrémité 11 de la bande étant dépourvue, de chaque coté, de matière active. Dans la figure 1 les extrémités 11 et 21 des électrodes 1 et 2, et celles des séparateurs 3 et 4 sont introduites dans la fente 6 du mandrin 5, et l'ensemble électrodes et séparateurs est enroulé autour du mandrin, comme représenté figure 3. Il en résulte que lors de l'enroulement la traction est exercée principalement sur les deux électrodes de sorte que les séparateurs n'ont pas besoin d'avoir une structure renforcée ce qui augmenterait leur prix, et qu'il n'y a pas de possibilité de glissement d'une électrode par rapport à l'autre. L'invention prévoit également d'enlever le mandrin 5 après l'opération d'enroulement. Chaque électrode comporte une languette métallique à son extrémité 11, 21 dépourvue de matière active cette languette est dans le sens de la largeur de l'électrode et sert de connexion entre l'électrode et une borne, positive ou négative, du générateur électrochimique après que l'enroulement a été placé dans un boitier. Lesdites languettes sont de petites bandes métalliques solidaires des extrémités 11, 21 des électrodes. De telles languettes peuvent être soudées à chaque extrémité. De cette manière il n'est plus nécessaire de souder les lisières d'une électrode à une borne du générateur pour obtenir un bon contact électrique. Avantageusement lesdites languettes sont obtenues lors du découpage des bandes dont chacune constitue une électrode. La figure 4 représente la découpe des bandes dans un feuillard de grande longueur, comportant une âme métallique recouverte de chaque côté par une matière active, les bandes étant obtenues par découpe du feuillard selon sa largeur. Dans cette figure, 1 est une électrode découpée, et 2 est une autre électrode qui sera découpée selon le trait interrompu. L'âme du feuillard ne comporte pas de matière active à chaque bord, de sorte que les bandes ne comporte pas de matière active à chaque extrémité. L'électrode 1 n'a pas de matière active à ses extrémités 11, 15, et l'électrode 2 na pas de matière active à ses extrémités 21, 25. Les languettes 16 et 26 sont obtenues par découpe dans un bord du feuillard, chaque languette s'étendant dans le sens de la longueur du feuillard, et débordant par conséquent la bande constituant une électrode. On remarquera que chaque languette est en quelque sorte découpée dans l'extrémité de la bande de précédente, ou suivante, c'est-à-dire d'une bande adjacente. La figure 5 représente une disposition avantageuse des extrémités 11 et 21 des électrodes 1 et 2 de la figure 1 ; les languettes 16 et 26 sont situées à l'opposé l'une l'autre, pour être raccordées directement, après enroulement aux bornes positive et négative du générateur, ces bornes étant classiquement situées à chaque extrémité du boîtier cylindrique renfermant l'enroulement. L'invention s'applique à tout générateur électrochimique à électrodes enroulées, qu'elles que soient ses dimensions. REVENDICATIONS 1/ Générateur électrochimique à électrodes enroulées, et isolées entre elles par des séparateurs (3, 4), les électrodes (1, 2) et les séparateurs se présentant sous forme de bandes et étant enroulés autour d'un mandrin (5) et chaque électrode ayant une âme métallique (10) recouverte de chaque côté par une matière active (12, 13), caractérisé par le fait que l'aine de chaque électrode (1, 2) a une extrémité (11, 21) dépourvue de matière active sur ses deux cotés, que chaque extrémité des électrodes et des séparateurs est insérée dans une fente (6) du mandrin (5) pour enroulement, et que ledit mandrin est enlevé après enroulement 2/ Générateur électrochimique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque électrode (1, 2) est obtenue par découpe d'un feuillard dans le sens de la largeur, ledit feuillard ayant au moins un bord dépourvu de matière active de chaque côté, ledit bord constituant l'extrémité des électrodes. 3/ Générateur électrochimique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque extrémité (11, 21) est munie d'une languette (16, 26) pour raccordement à une borne des générateurs. 4/ Générateur électrochimique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque électrode comporte une languette (16, 26) obtenue lors de la découpe de chaque électrode, chaque languette étant découpée dans l'extrémité (11, 21) d'une électrode adjacente. 5/ Générateur électrochimique selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que les languettes (16, 26) les électrodes (1, 2) sont disposées à l'opposé l'une de l'autre avant enroulement.