Brevet FR2675635A1 — publié le 19921023

La présente invention concerne un accumulateur électrochimique, avec un électrolyte formant en utilisation, dans des conditions données, un gaz inflammable, avec un boîtier constitué d'une cuve et d'un cou- vercle assemblé à la cuve en étanchéité aux liquides, les bornes polaires traversant en étanchéité, sur le côté supérieur, le couvercle du boîtier, avec une liaison d'équilibrage de pression du genre labyrinthe, qui est incorporée dans le couvercle et relie à l'atmosphère un espace situé au-dessus de l'électrolyte et enfermé par le boîtier, et avec un corps de refoulement de gaz, disposé entre la surface de l'électrolyte et le couvercle et remplissant l'essentiel de cet espace On connaît un accumulateur électrochimique de ce type par le modèle d'utilité al- lemand n' 80 19 159. Le modèle d'utilité allemand né 80 19 159 concerne une batterie d'accumulateurs à structure de caisson Le boîtier de cette batterie est constitué d'une cuve et d'un couvercle assemblé à la cuve en étan- chéité aux liquides Une liaison d'équilibrage de pression du genre la- byrinthe est incorporée au couvercle et relie à l'atmosphère l'espace situé au-dessus de l'électrolyte et enfermé par le boîtier Un corps monolithique de refoulement de gaz, que les bornes polaires traversent, est disposé dans cet espace, entre la surface du côté intérieur du couvercle et la surface de l'électrolyte Le corps de refoulement a ici pour fonction de limiter le volume libre dans lequel peut s'accumuler, dans des conditions données, un gaz inflammable qui se forme à partir de l'électrolyte L'introduction de ce corps de refoulement, réalisé à partir d'une masse élastique, est assez compliquée en matière de tech- nique de fabrication; de plus, cette masse élastique ne peut être com- primée que d'une manière limitée en cas d'explosion du gaz inflam- mable. La présente invention a pour but de concevoir un accumulateur électrochimique qui puisse être produit d'une manière plus avantageuse en matière de technique de fabrication et qui garantisse en outre une meilleure absorption des ondes de surpression en cas d'explosion du gaz inflammable. L'invention atteint ce but au moyen d'un accumulateur électro- chimique caractérisé par le fait que le corps de refoulement est réalisé creux et à paroi mince, et enferme hermétiquement la cavité qu'il contient Etant donné que le corps de refoulement est réalisé sous la forme d'un corps séparé, de forme adaptée et présentant une cavité hermétiquement fermée, le gaz inflammable ne dispose que d'un volume limité Si ce gaz s'enflamme, le corps de refoulement peut éclater ou être comprimé plus aisément et dans des plages plus étendues, le tra- vail volumique nécessaire à cet effet étant tiré de l'explosion du gaz. On garantit ainsi, notamment pour des accumulateurs électrochimiques présentant un boîtier en matière plastique, la suppression du risque d'éclatement du boîtier, et par suite d'échappement d'électrolyte à l'extérieur du boîtier De plus, la fabrication est plus avantageuse, car il suffit maintenant d'introduire le corps de refoulement avant l'assemblage par soudage. Selon des modes de mise en oeuvre avantageux de l'invention: l'accumulateur électrochimique est un accumulateur au plomb, avec de l'acide sulfurique dilué comme électrolyte-; la paroi du corps de refoulement est réalisée en un matériau cassant et se brisant facilement;l'épaisseur de paroi du corps de refoulement est inférieure à 2 mm; le corps de refoulement est fixé dans le ou au couvercle et est maintenu par ce dernier au-dessus de la surface de l'électrolyte; le corps de refoulement est rempli d'un gaz inerte, notamment de l'azote; le corps de refoulement est au moins légèrement mis au vide. La paroi du corps de refoulement est dotée de points de rupture pri- vilégiée; le couvercle du boîtier de l'accumulateur électrochimique est au moins sectoriellement transparent et la paroi du corps de refoule- ment est réalisée en matériau de couleur sombre;de petits sacs de co- lorant sont déposés à l'intérieur du corps de refoulement; le corps de refoulement est réalisé en matériau électriquement isolant; un écarteur, réalisé en matériau électriquement isolant, est disposé entre le corps de refoulement et la pile de plaques de l'accumulateur électrochimique; l'écarteur est incorporé au corps de refoulement Enfin, selon un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, le bottier de l'accumulateur électrochimique est réalisé en matière plastique. L'exposé qui suit décrit l'invention à l'aide d'un exemple de réali- sation représenté sur le dessin annexé. L'unique figure du dessin annexé représente, à titre d'exemple d'accumulateur électrochimique, un accumulateur au plomb (batterie 1) avec de l'acide sulfurique comme électrolyte, couramment utilisé dans des véhicules automobiles Le boîtier, constitué d'une cuve 4 en ma- tière plastique et d'un couvercle 3 en matière plastique assemblé par soudage étanche à la cuve, est réalisé essentiellement plat sur son côté supérieur 5 ainsi que sur son côté inférieur 6, ce qui permet d'empiler à franc-bord, d'une manière peu encombrante, les batteries 1 les unes audessus des autres Avec de telles batteries 1, le risque d'éclatement par suite d'une explosion augmente pour deux raisons D'une part, l'électrolyte, en cas de surcharge, forme un mélange de gaz ox- hydrique, constitué d'hydrogène et d'oxygène, qui est inflammable dans de larges limites; d'autre part, la cavité présente entre la surface 2 de l'électrolyte et le couvercle 3 est très grande, de sorte qu'un volume important de gaz oxhydrique peut s'y accumuler C'est dans cette ca- vité qu'est disposé le corps de refoulement 8, de forme adaptée et présentant une cavité 9 hermétiquement fermée Les bornes polaires 7, assemblées aux queues conductrices de courant 11, traversent le corps de refoulement 8 et se terminent, du côté extérieur, en dessous du côté supérieur 5 du boîtier Afin de pouvoir être facilement comprimée, la paroi du corps de refoulement 8 présente avantageusement une épaisseur inférieure à deux millimètres La paroi, avantageusement do- tée de points de rupture privilégiée afin d'augmenter encore sa proba- bilité d'éclatement en cas d'explosion du gaz oxhydrique, est réalisée en un matériau cassant et donc se brisant facilement La cavité 9 du corps de refoulement 8 est avantageusement, soit remplie d'un gaz inerte, notamment d'azote, soit au moins légèrement mise au vide Dans ces cas, de l'énergie est prélevée de l'onde de surpression en cas d'explosion du gaz oxhydrique, attendu que le gaz doit fournir un tra- vail volumique dans le volume de la cavité 9. Du point de vue de la fabrication de la batterie 1, il est avanta- geux de réaliser le corps de refoulement 8 de forme adaptée à partir d'au moins deux demi-coques, qui sont assemblées hermétiquement entre elles le long d'une ligne d'assemblage 14, et de le fixer au cou- vercle 3 Le corps de refoulement 8 est ainsi simplement introduit conjointement avec le couvercle 3 dans la cuve 4 lors de l'assemblage du boîtier Le corps de refoulement 8, qui est disposé au-dessus de la surface 2 de l'électrolyte, devrait être réalisé en un matériau électri- quement isolant, afin que, dans des cas défavorables, il ne provoque pas de court-circuit entre les différentes plaques d'électrode de la batterie 1 A cet effet, on peut disposer en plus un écarteur 10 en matériau isolant entre les plaques d'électrode et le corps de refoule- ment 8, écarteur qui est avantageusement incorporé au corps de re- foulement 8 Il est ici avantageux, afin d'améliorer également la fixation en position du couvercle 3 lors de l'assemblage du couvercle 3 avec la cuve 4, de concevoir simultanément l'écarteur 10 comme enrobage et isolation des queues conductrices de courant des plaques d'électrode. La cavité 9 présente en outre une ouverture qui s'étend entre le cou- vercle 3 et la surface 2 de l'électrolyte et dans laquelle est disposée une liaison d'équilibrage de pression 13, du genre labyrinthe et incor- porée dans le couvercle 3, qui assure un équilibrage de pression entre l'intérieur du boîtier rempli de gaz et l'atmosphère Cette liaison d'équilibrage de pression 13 est rendue nécessaire par le fait que le risque d'éclatement est plus important pour des boîtiers en matière plastique que pour des boîtiers métalliques Au reste, en cas d'éventuelle inflammation du gaz oxhydrique, cet équilibrage de pres- sion est inefficace comme protection contre l'éclatement. De plus, un verre de regard 12 est disposé comme élément trans- parent dans le couvercle, afin de pouvoir observer le corps de refou- lement 8 de l'extérieur Conjointement avec un corps de refoulement 8 coloré, on peut ainsi constater facilement un éclatement du corps de refoulement 8 par suite d'une explosion, et remplacer la batterie A la place d'un corps de refoulement 8 coloré ou en plus, de petits sacs de colorant peuvent aussi être disposés à l'intérieur du corps de re- foulement 8, qui éclatent en cas de destruction du corps de refoule- ment 8 et colorent le côté intérieur du couvercle 3. REVENDICATIONS 1 Accumulateur électrochimique, avec un électrolyte formant en utilisation, dans des conditions données, un gaz inflammable, avec un boîtier constitué d'une cuve et d'un couvercle assemblé à la cuve en étanchéité aux liquides, les bornes polaires traversant en étanchéité, sur le côté supérieur, le couvercle du boîtier, avec une liaison d'équilibrage de pression du genre labyrinthe, qui est incorporée dans le couvercle et relie à l'atmosphère un espace situé au-dessus de l'électrolyte et enfermé par le boîtier, et avec un corps de refoulement de gaz, disposé entre la surface de l'électrolyte et le couvercle et remplissant l'essentiel de cet espace, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 8) est réalisé creux et à paroi mince, et enferme hermétiquement la cavité ( 9) qu'il contient. 2 Accumulateur électrochimique selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'accumulateur électrochimique est un accumulateur au plomb (batterie 1), avec de l'acide sulfurique dilué comme électrolyte. 3 Accumulateur électrochimique selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que la paroi du corps de refoulement ( 8) est réalisée en un matériau cassant et se brisant facilement. 4 Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de paroi du corps de refoulement ( 8) est inférieure à 2 mm. Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 8) est fixé dans le ou au couvercle ( 3) et est maintenu par ce dernier au-dessus de la surface ( 2) de l'électrolyte. 6 Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 8) est rempli d'un gaz inerte, notamment de l'azote. 7 Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 8) est au moins légèrement mis au vide. 8 Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 7, caractérisé en ce que la paroi du corps de refou- lement ( 8) est dotée de points de rupture privilégiée. 9 Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 8, caractérisé en ce que le couvercle ( 3) du boîtier de l'accumulateur électrochimique est au moins sectoriellement transparent et la paroi du corps de refoulement ( 8) est réalisée en matériau de couleur sombre. Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 9, caractérisé en ce que de petits sacs de colorant sont déposés à l'intérieur du corps de refoulement ( 8). 11 Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 10, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 8) est réalisé en matériau électriquement isolant. 12 Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un écarteur ( 10), réalisé en matériau électriquement isolant, est disposé entre le corps de refoule- ment ( 8) et la pile de plaques de l'accumulateur électrochimique. 13 Accumulateur électrochimique selon la revendication 12, carac- térisé en ce que l'écarteur ( 10) est incorporé au corps de refoulement ( 8). 14 Accumulateur électrochimique selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 13, caractérisé en ce que le boîtier de l'accumulateur électrochimique est réalisé en matière plastique.