Brevet FR2670607A1 — publié le 19920619

La présente invention concerne une structure d'enveloppe pour pile du type ou une pile plate est entourée par différentes couches de matière protectrice et peut être fixée sur une base rigide. Pour des piles, et en particulier celles du type à lithium-métal à l'état solide, il existe plusieurs objectifs à atteindre La pile finale doit être d'un poids léger et elle doit résister à des chocs susceptibles de se produire lors de l'expédition, du stockage et de l'utilisation Les matières d'enveloppe doivent être peu coûteuses et aisément mises en place sur la pile, elles ne doivent pas réagir avec les matériaux constituant la pile et elles doivent produire une enveloppe pouvant être assemblée de façon peu coûteu- se sur les machines de production Les types les plus courants d'enveloppe comprennent usuellement une coque extérieure en acier inoxydable qui entoure les composants de la pile Bien que la structure de coque en acier inoxydable soit satisfaisante à de nombreux aspects, elle est volumineuse et coûteuse, elle crée une augmen- tation de poids et n'assure pas une étanchéité appropriée La structure d'enveloppe de pile de l'invention ne présente pas les inconvénients rencontrés dans l'art antérieur et permet d'obtenir de nombreux avantages positifs. Cette invention concerne une structure d'enve- loppe pour des piles plates, ladite structure comportant différentes couches de matières protectrices qui entou- rent la pile et qui peuvent additionnellement être pourvues d'une base rigide plate. L'objet principal de l'invention est de créer une structure d'enveloppe pour piles, qui assure une protection, qui soit durable et d'un poids léger. Un autre objet de l'invention est de créer une structure d'enveloppe de pile qui convienne particu- Fièrement pour des piles plates ou en forme de disques. Un autre objet de l'invention est de créer une envelope de pile du type précité, qui convienne pour des piles fragiles. Encore un autre objet de l'invention est de créer une enveloppe de pile du type précité, qui soit peu coûteuse et puisse être aisément produite en série. Selon une caractéristique principale de la structure d'enveloppe pour pile conforme à l'invention, elle comprend une première couche de feuillard métallique comportant des surfaces supérieure et inférieure, ladite première couche comportant sur sa surface supérieure une première couche de matière plastique scellable à chaud, une pile disposée sur ladite première couche de matière plastique scellable à chaud, une seconde couche de feuillard métallique disposée sur ladite pile, une seconde couche de matière plastique scellable à chaud disposée sur ladite seconde couche de feuillard, en étant dirigée vers et en contact avec ladite pile, ladite seconde couche de matière scellable à chaud étant disposée sur ladite première couche de matière plastique scellable à chaud de telle sorte que lesdites couches de matière plastique puissent être scellées à chaud pour envelopper et retenir ladite pile. Selon d'autres particularités de la structure d'enveloppe pour pile conforme à l'invention il est prévu une base rigide plate comportant des surfaces supérieure et inférieure et sur laquelle ladite première couche de feuillard métallique est fixée par adhésif; et une couche extérieure est fixée par adhésif sur ladite surface inférieure de ladite base. Il est prévu un encadrement sur l'autre surface de ladite seconde couche et autour de ladite pile et un agent de garnissage est disposé autour dudit encadrement dans une zone adjacente à ladite seconde couche et à ladite pile. Une troisième couche est disposée de façon à recouvrir ledit encadrement et ladite seconde couche en étant collée sur celle-ci et il est prévu une couche d'étiqueta- ge qui est collée sur ladite troisième couche. Ledit agent de garnissage est composé d'un enduit et d'une pluralité de sphères creuses. Ledit agent de garnissage est durcissable par un rayonnement ultraviolet. Ledit agent de garnissage est durcissable par un faisceau électronique. Ladite matière plastique scellable à chaud est du polyéthylène. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une vue de dessous d'une réalisation de la structure d'enveloppe de pile conforme à l'invention, et la figure 2 est une vue en coupe verticale faite approxi- mativement selon la ligne 2-2 de la figure 1. En référence maintenant plus particulièrement au dessin, celui-ci représente une pile 10 qui peut être du type à métal alcalin ou à métal alcalino-terreux. La pile 10 comprend une anode, une cathode et un électro- lyte ( non représentés) et elle a été assemblée sous la forme d'un bloc massif qui peut avoir une configuration rectangulaire, avec des surfaces supérieure 11 et infé- rieure 12 qui sont planes et avec des bornes 13 de préférence formées d'un feuillard plat de nickel-métal et faisant saillie de la pile. La réalisation de structure d'enveloppe illus- trée comprend une base rigide plate 15, qui peut être formée de papier, comme de "nomex", d'une épaisseur comprise entre 0,25 et 0,50 mm, ou bien d'une feuille métallique d'aluminium ou de magnésium d'une épaisseur de 0,25 mm La base 15 est facultative et la structure d'enveloppe ne nécessite pas une base rigide. La base 15 comporte sur sa surface inférieure 17 une couche extérieure 16 qui peut être formée d'une matière plastique telle que du "mylar" métallisé et qui est pourvue d'un revêtement adhésif par contact ( non représenté) de type bien connu La base 15 comporte une surface supérieure 18, pourvue d'une première couche 19 de feuillard métallique, comme d'aluminium, sur le côté supérieur de laquelle est disposée une couche 21 d'une matière scellable à chaud, comme du polyéthylène ainsi qu'un enduit époxy ou revêtement adhésif par contact ( non représenté) dirigé vers la base 15 pour assurer la fixation sur elle. La pile 10 est placée sur la surface supérieure de la couche de polyéthylène 21 et elle porte une seconde couche 23 de feuillard métallique sur laquelle est disposée une couche 24 d'une matière scellable à chaud, comme du polyéthylène, sur la surface dirigée vers la pile 10. Il est à noter que la couche 19 est plus large que la base 15 et qu'elle est repliée vers le bas en dessous de la couche extérieure 16 en étant fixée sur elle, les bornes 13 étant collées en dessous de la couche inférieure 16 et étant isolées par le polyéthylène de la première couche 19. Il est prévu un encadrement 25 de configuration rectangulaire, formé de préférence de pulpe de papier, de la même épaisseur que la pile 10 et qui est fixé sur la couche 23 par de l'enduit époxy 22 de type bien connu Une bande de garnissage 30 formée d'enduit époxy de type bien connu est disposée autour de l'encadrement afin d'assurer son garnissage et son scellement sur la couche 23, cette bande pouvant contenir une pluralité de sphères creuses ( non représentées) qui peuvent être formées de verre ou d'un autre matériau de garnissage de poids léger bien connu, selon ce qui est désiré. Une troisième couche 31, qui peut être formée de papier, comme du nomex, d'une épaisseur de 0,18 mm et sur laquelle est prévu un revêtement de collage par contact ( non représenté), est placée sur l'encadre- ment 25 et la couche 23 Une couche d'étiquetage 32 est disposée sur la troisième couche 31, elle est pourvue d'un adhésif ( non représenté) et elle peut être formée d'une matière plastique comme du "mylar" métallisé. La réalisation d'enveloppe de pile représentée est de préférence assemblée de la manière suivante: La couche extérieure 16 est mise en place sur la base 15 et la première couche 19, qui est plus large que la base 15, est collée sur celle-ci par un adhésif époxy ou de collage par contact de type bien connu, la couche de polyéthylène 21 étant dirigée à l'opposé de la base 15. Une pile 10 est placée avec les bornes 13 sur le revêtement en polyéthylène 21 de la première couche 19 et une partie 19 A de la couche 19 est repliée en dessous de la base 15 et est collée sur celle- ci à l'aide d'un enduit époxy ou d'un enduit de collage par contact de type bien connu. La seconde couche 23 est mise en place sur la pile 10 et sur la première couche 19, le revêtement en polyéthylène 24 étant en contact avec le revêtement en polyéthylène 21; l'ensemble est placé dans une chambre à vide ( non représentée) dans laquelle un vide est établi, et une pression mécanique ainsi qu'un chauffage sont produits pour assurer la fusion des revêtements de polyéthylène 21 et 24 afin de sceller la pile 10 sur tout son pourtour La chambre à vide ( non représentée) est ensuite remplie d'un gaz inerte à la pression atmosphérique L'encadrement 25 est disposé sur la pile et est ensuite collé sur la couche 23 au moyen d'un enduit époxy Une bande de garnissage 30 en enduit époxy, qui est de préférence mélangé avec une pluralité de sphères creuses en verre, est disposée autour de l'encadrement 25 dans une zone adjacente à la pile 10 de façon à garnir et sceller l'encadrement sur la couche 23 Il est à noter que, si cela est souhaité, il est possible d'utiliser également pour la bande 30 une matière de garnissage pouvant durcir sous l'action d'un rayonnement ultraviolet ou d'un faisceau électronique Une troisième couche 31 est ensuite mise en place sur la couche 23 et l'encadrement La couche d'étiquetage 32 est ensuite mise en place sur la troisième couche 31 pour terminer la structure d'enveloppe pour pile. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représen- tés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Structure d'enveloppe pour pile, utilisable pour envelopper des piles plates à métal alcalin ou à métal alcalino-terreux, caractérisée en ce qu'elle comprend: une première couche ( 19) de feuillard métallique comportant des surfaces supérieure et inférieure, ladite première couche ( 19) comportant sur sa surface supérieure une première couche ( 21) de matière plastique scellable à chaud, une pile ( 10) disposée sur ladite première couche ( 21) de matière plastique scellable à chaud, une seconde couche ( 23) de feuillard métallique disposée sur ladite pile ( 10), une seconde couche ( 24) de matière plastique scellable à chaud disposée sur ladite seconde couche ( 23) de feuillard, en étant dirigée vers et en contact avec ladite pile ( 10), ladite seconde couche ( 24) de matière scellable à chaud étant disposée sur ladite première couche ( 21) de matière plastique scellable à chaud de telle sorte que lesdites couches de matière plastique ( 21, 24) puissent être scellées à chaud pour envelopper et retenir ladite pile. 2 Structure d'enveloppe pour pile selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu une base rigide plate ( 15) comportant des surfaces supérieure ( 16) et inférieure ( 17) et sur laquelle ladite première couche ( 19) de feuillard métallique est fixée par adhésif et en ce qu'une couche extérieure ( 18) est fixée par adhésif sur ladite surface inférieure ( 17) de ladite base ( 15). 3 Structure d'enveloppe pour pile selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu un encadrement ( 25) sur l'autre surface de ladite seconde couche ( 23) et autour de ladite pile ( 10) et un agent de garnissage ( 30) est disposé autour dudit encadrement ( 25) dans une zone adjacente à ladite seconde couche ( 23) et à ladite pile ( 10). 4 Structure d'enveloppe pour pile selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'une troisième couche ( 31) est disposée de façon à recouvrir ledit encadrement ( 25) et ladite seconde couche ( 23) en étant collée sur celle-ci et il est prévu une couche d'éti- quetage ( 32) qui est collée sur ladite troisième couche ( 31). Structure d'enveloppe pour pile selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit agent de garnissage ( 30) est composé d'un enduit et d'une pluralité de sphères creuses. 6 Structure d'enveloppe pour pile selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit agent de garnissage ( 30) est durcissable par un rayonnement ultraviolet. 7 Structure d'enveloppe pour pile selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit agent de garnissage est durcissable par un faisceau électroni- que. 8 Structure d'enveloppe pour pile selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite matière plastique scellable à chaud est du polyéthylène.