Brevet FR2734950A1 — publié le 19961206

La présente invention concerne un batterie secondaire à nickel- hydrure métallique comportant un stratifié enroulé sous forme cylindrique constitué par une plaque d'électrode positive, une plaque d'électrode négative et une plaque de séparation intercalées entre ces plaques, et de façon plus spécifique l'électrode négative d'une telle batterie. En tant que batterie secondaire, on utilise principalement la batterie au nickel-cadmium. Cependant, elle présente une faible capacité de stockage et en outre le cadmium provoque une grave pollution de l'environne- ment. C'est pourquoi, la batterie secondaire alcaline à nickel-hydrure métallique, qui ne provoque aucune pollu- tion de l'environnement et possède une capacité de stockage supérieure de 30 à 50 % de celle de la batterie au nickel-cadmium, tend à supplanter cette dernière. La batterie au nickel-hydure métallique comprend un oxyde métallique en tant qu'électrode positive, et un alliage de retenue de l'hydrogène en tant qu'électrode négative, présentant une densité de sortie élevée. L'alliage retenant l'hydrogène absorbe l'hydrogène produit lors du processus de charge, pour le décharger dans l'électroly- te. D'une manière générale, la batterie au nickel-hydrure métallique comprend un stratifié enroulé avec une forme cylindrique constitué par une plaque d'électrode positive, une plaque d'électrode négative et une plaque de séparation intercalée entre ces plaques, un pot de protection servant à renfermer ledit stratifié enroulé sous forme cylindrique, et un électrolyte. Dans une telle batterie secondaire alcaline, l'électrode négative requiert des moyens de support servant à supporter une substance active du point de vue électroly- tique, tel que du Ni(OH)2, et servant également de collecteur d'électricité. Comme moyens de support, on utilise une mousse de Ni, une fibre de Ni, un métal perforé, etc. En référence aux figures 1A et lB, annexées à la présente demande, qui représentent la structure de l'électrode négative d'une batterie secondaire alcaline classique, les moyens de support sont constitués par une plaque d'acier perforée recouverte de nickel, sur les deux surfaces de laquelle est appliquée une boue d'une substance active du point de vue électrolytique. Lors- qu'on utilise de la mousse de Ni ou une fibre de Ni en tant que moyens de support possédant une structure tridimensionnelle, il n'existe aucun problème du point de vue de la conductivité électrique. Mais, dans le cas o on utilise une plaque métallique perforée, la conduc- tivité électrique est nettement plus faible dans la substance extérieure 1 active du point de vue électroly- tique que dans les moyens de support central 2. En outre, la substance active du point de vue électrolytique peut aisément se détacher des moyens de support pendant les processus de recharge et de décharge. Lorsque la struc- ture à électrodes est installée dans le pot protecteur sans être soudée, au moyen de pattes, la substance active perd une quantité considérable de sa conductivité électrique en raison de son oxydation, et l'additif contenu dans l'électrode tend à se détacher des moyens de support au cours de la fabrication. Un but de la présente invention est de fournir des moyens pour empêcher que la substance active du point de vue électrolytique ne se détache des moyens de support. Un autre but de la présente invention est de fournir des moyens pour accroître la conductivité électrique de l'électrode négative d'une batterie secondaire alcaline. Un autre but de la présente invention est de fournir des moyens pour améliorer la solidité de la structure d'électrode d'une batterie secondaire alcaline. Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est prévu une batterie secondaire à nickel-hydrure métallique, caractérisée en ce qu'elle comporte: un stratifié enroulé sous forme cylindrique et comprenant une plaque d'électrode positive, une plaque d'électrode négative et une plaque de séparation interca- lée entre ces plaques; un pot de protection servant à renfermer ledit stratifié enroulé sous forme cylindrique; et un électrolyte; en ce que ladite plaque d'électrode négative est constituée par une substance active du point de vue électrolytique; et en ce qu'il est prévu une plaque de support perforée servant à supporter ladite substance active du point de vue électrolytique, qui est appliquée aux deux surfaces latérales de ladite plaque de support, et un support supplémentaire pour un réseau électrique- ment conducteur inséré dans la couche de substance active sur une face de ladite plaque de support juste au-dessous de sa surface, pour contribuer à supporter ladite plaque de support. Selon une autre forme de réalisation de la présente invention il est prévu un procédé pour fabriquer une électrode négative d'une batterie secondaire à nickel-hydrure métallique comportant un stratifié enroulé sous forme cylindrique constitué par une plaque d'élec- trode positive, une plaque d'électrode négative, une plaque de séparation intercalée entre les deux plaques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: former une plaque d'acier perforée recouverte de nickel; préparer une boue d'une substance active du point de vue électrolytique; appliquer ladite boue sur les deux surfaces latérales de ladite plaque d'acier perforée; insérer un support supplémentaire formé d'un réseau électriquement conducteur dans la couche de substance active, sur une face de ladite plaque de support juste au-dessous de sa surface; et faire sécher lesdites couches de substance active appliquées aux deux surfaces de ladite plaque de support. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - les figures 1A et lB, dont il a déjà été fait mention, représentent la structure de l'électrode négative d'une batterie secondaire alcaline classique; - la figure 2 est une vue en coupe transver- sale de l'électrode négative d'une batterie secondaire alcaline selon une forme de réalisation de la présente invention; - la figure 3 représente un support supplé- mentaire d'un réseau conducteur contribuant à supporter la plaque de support; - la figure 4 représente une courbe caracté ristique illustrant la décharge d'une batterie secondaire selon la présente invention; et - la figure 5 représente schématiquement une vue en coupe transversale d'une batterie secondaire conforme à la présente invention. En se référant à la figure 5, on voit qu'une batterie secondaire en nickel-hydrure métallique est formée par un stratifié 18 enroulé sous forme cylindri- que, qui est constitué par une plaque d'électrode positive 12 et une plaque d'électrode négative 16 et une plaque de séparation 14 intercalée entre ces plaques. Ce stratifié d'électrodes 18 est enfermé dans un pot de protection 10 contenant un électrolyte liquide. Un ensemble formant capuchon 20 sert à recouvrir l'extrémité supérieure du pot 10. En référence à la figure 2, pour fabriquer l'électrode négative de la batterie secondaire selon la présente invention, on forme tout d'abord une plaque de support perforée en acier 2, recouverte de nickel. Le chiffre de référence 3 désigne les perforations. On applique une boue formée d'une substance active du point de vue électrolytique sur les deux surfaces latérales de la plaque d'acier perforée 2. En outre, on insère un support supplémentaire 4 formé d'un réseau électriquement conducteur, comme représenté sur la figure 2, qui est inséré dans la couche de substance active sur une face de la plaque de support 2, juste au-dessous de sa surface. Ensuite, on soumet à une opération de séchage les couches de substance active appliquées sur les deux surfaces de la plaque de support. Le support supplémen- taire est de préférence réalisé en un matériau possédant une bonne conductivité électrique et peut avoir n'importe quelle configuration. Le support supplémentaire sert à augmenter la faible conductibilité électrique de la substance active du point de vue électrolytique. Comme représenté sur la figure 3, la conduc- tivité est accrue et la vitesse de détachement de la substance active diminue lorsque la taille des mailles du réseau diminue, mais la capacité de stockage par unité de volume de l'ensemble d'électrodes diminue. Le support supplémentaire 4 peut être inséré dans les deux surfaces latérales de l'électrode négative. La batterie secondaire alcaline selon l'invention possède une caractéristique améliorée de décharge comme représenté sur la figure 4, de sorte que le cycle de recharge et de décharge est amélioré d'environ 8 % par rapport au cas classique. En outre, l'ensemble à électrodes selon l'invention peut être installé dans le pot de protection sans l'utilisa- tion de languettes, ce qui améliore le rendement. Par conséquent, la présente invention garantit un rendement élevé dans la fabrication de batteries secondaires. REVENDICATIONS 1. Batterie secondaire à nickel-hydrure métallique, caractérisée en ce qu'elle comporte: un stratifié enroulé sous forme cylindrique (18) et comprenant une plaque d'électrode positive (12), une plaque d'électrode négative (16) et une plaque de séparation intercalée (14) entre ces pla- ques; un pot de protection (10) servant à renfer- mer ledit stratifié enroulé sous forme cylindrique; et un électrolyte; en ce que ladite plaque d'électrode négative (16) est constituée par une substance active du point de vue électrolytique; en ce qu'il est prévu une plaque de support perforée (2) servant à supporter ladite substance active du point de vue électrolytique, qui est appli- quée aux deux surfaces latérales de ladite plaque de support (2), et un support supplémentaire (4) pour un réseau électriquement conducteur inséré dans la couche de substance active sur une face de ladite plaque de support (2) juste au-dessous de sa surface, pour contribuer à supporter ladite plaque de support. 2. Batterie secondaire à nickel-hydrure métallique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite substance active du point de vue élec- trolytique est un alliage retenant l'hydrogène. 3. Batterie secondaire à nickel-hydrure métallique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite substance active du point de vue électrolytique est du Ni(OH)2. 4. Procédé pour fabriquer une électrode négative d'une batterie secondaire à nickel-hydrure métallique comportant un stratifié enroulé sous forme cylindrique (18) constitué par une plaque d'électrode positive (12), une plaque d'électrode négative (10), une plaque de séparation intercalée (14) entre les deux plaques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: former une plaque d'acier perforée (2) recouverte de nickel; préparer une boue d'une substance active du point de vue électrolytique; appliquer ladite boue sur les deux surfaces latérales de ladite plaque d'acier perforée (2); insérer un support supplémentaire (4) formé d'un réseau électriquement conducteur dans la couche de substance active, sur une face de ladite plaque de support juste au-dessous de sa surface; et faire sécher lesdites couches de substance active (2) appliquées aux deux surfaces de ladite plaque de support. 5. Procédé selon la revendication 4, carac- térisé en ce que ladite substance active du point de vue électrolytique est un alliage retenant l'hydrogè- ne. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite substance active du point de vue électrolytique est du Ni(OH)2.