Brevet FR2761200A1 — publié le 19980925

Générateur électrochimique à bobineau spiralé L'invention concerne un générateur électrochimique (pile, accumulateur, super condensateur, etc.) comprenant un faisceau électrochimique formé d'au moins deux électrodes de polarité contraire et d'au moins un séparateur, l'une au moins des électrodes ayant une connexion qui dépasse du faisceau. Dans le cas des générateurs spiralés de forme cylindrique, le faisceau électrochimique est un bobineau spiralé formé de l'enroulement de l'électrode positive et de l'électrode négative alternant avec une première et une seconde couches de séparateur. Celui-ci sert à isoler l'électrode positive de la négative, et à isoler les parties extérieures du générateur respectivement positive et négative. Le bobineau formé est introduit dans le godet métallique étanche cylindrique. On introduit dans le bobineau un électrolyte qui permettra l'échange ionique. Un couvercle, isolé du godet, est relié, généralement par soudure, à l'électrode positive par l'intermédiaire d'un connexion et formera le pôle positif. Une gorge intérieure effectuée dans la partie supérieure du godet permet de positionner horizontalement le couvercle dans le godet. Le serrage du godet sur le couvercle par l'intermédiaire d'un joint permet l'étanchéité de l'accumulateur. Il convient d'éviter la mise en court-circuit du générateur 3 0 électrochimique par contact constant ou ponctuel entre la connexion reliant le couvercle et l'électrode positive, et le haut de l'électrode négative. Ce contact peut s'effectuer lors du montage du générateur; il est alors décelable lors du contrôle de fabrication; mais il survient surtout lors de l'utilisation normale du générateur en charge et décharge par les effets thermiques (dilatation) et les vibrations. Les courts-circuits entre la connexion et le haut de l'électrode sont liés a des aléas de montage tels que: - une dérive de l'électrode négative par rapport au séparateur lors du spiralage, - un défaut de position du couvercle lors de la soudure de la connexion, - un défaut de pliage de la connexion lors de la fermeture du couvercle. Pour remédier à ce problème, le document JP-A-7 014 572 enseigne d'ajouter au-dessus du bobineau une rondelle isolante. Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter une opération supplémentaire dans la fabrication et d'augmenter le prix de revient du générateur. De plus, z5 le positionnement correct de la rondelle dans le générateur, que ce soit manuellement ou automatiquement, n'est pas facile, compte tenu de la présence de la connexion, et un défaut de positionnement risque de conduire à des problèmes d'étanchéité ou de positionnement du couvercle dans le générateur (inclinaison). Le but de l'invention est de proposer une solution nouvelle pour éviter les courts-circuits, qui ne présente pas les inconvénients précités. Ce but est atteint selon l'invention par le fait que le séparateur comporte une partie qui se projette hors du faisceau et qui vient s'intercaler entre le bord desdites électrodes et la connexion repliée. Cette projection ou dépassement hors du faisceau est évidemment supérieure au dépassement de sécurité usuel du séparateur par rapport à l'électrode, de manière à former une protection interposable entre la connexion et l'empilage. Pour un générateur spiralé, la partie qui dépasse ainsi du faisceau est localisée sur une ou plusieurs spires intérieures de l'enroulement spiralé, 3 0 par exemple les deux premières spires intérieures. Lorsque, comme cela se fait classiquement, les deux couches du séparateur précitées sont formées par les deux moitiés d'une même bande de séparateur, la partie qui se projette est localisée sur une partie centrale de ladite bande. Ladite partie centrale dépasse d'un seul côté de la bande, avantageusement d'environ 1 à 3 mm, et de préférence de 1 à 2 mm, par rapport au reste de la bande. La partie centrale qui dépasse peut être constituée par la bande ellemême, simplement découpée de manière à former ce dépassement dans un de ses bords. On peut aussi utiliser pour former la partie dépassante la couche de renfort central connue sous le nom d'additif, employée classiquement. Cet additif a pour rôle habituel de renforcer le séparateur au démarrage des o10 électrodes (centre du bobineau), pour le protéger de l'agressivité des bords et des cassures des électrodes positives et négatives. Cet additif, utilisé selon l'invention pour former la partie à plus grande hauteur de la bande de séparateur, peut être soit une pièce rapportée, réalisée dans la même matière que la bande ou dans une matière différente (par exemple soudée par ultrasons en quelques points à la bande), soit une patte formée dans la bande et repliée sur elle-même. L'invention s'applique de préférence au générateurs spiralés cylindriques de petit format. Elle concerne notamment les couples nickel- cadmium (Ni-Cd) et nickel-métal hydrurable (Ni-MH). D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description ci-après, pour laquelle on se référera aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un générateur incorporant l'invention (l'échelle n'est pas respectée, pour permettre de mieux voir les dépassements), - la figure 2 est une vue de face d'un séparateur et de son additif conforme à l'invention, - la figure 3 est un schéma montrant en perspective les éléments constitutifs d'un bobineau spiralé conforme à l'invention. Le générateur cylindrique 1 comprend un godet cylindrique 2 dans 3 o lequel est logé le bobineau spiralé des électrodes. Celui-ci comporte une plaque rectangulaire souple d'électrode positive 3 et une plaque rectangulaire souple d'électrode négative 4 et une bande rectangulaire 5 de séparateur comprenant deux moitiés 5a et 5b. Dans la partie centrale 6 de la bande 5 est superposé l'additif 7, sous forme d'une pièce rectangulaire dépassant du côté supérieur de la bande d'une hauteur h. L'additif 7 peut être une pièce rapportée dans la même matière que le séparateur (feutre) et soudée par exemple par ultrasons en quatre points, ou bien il peut être constitué d'une patte découpée dans le flan constitutif de la bande 5 et repliée sur elle-même le long d'une ligne 8, constituant après pliage le bord supérieur de l'additif 7. Comme connu dans la fabrication des générateurs à bobineau o10 spiralé, des broches 9 viennent autour de la partie centrale 6 de la bande et permettent son enroulement en spires successives o alternent l'électrode positive 3, la moitié 5b du séparateur 5, l'électrode négative 4 et la moitié 5a du séparateur 5. Après l'enroulement, la partie 10 de l'additif 7 qui dépasse de la bande 5 se retrouve sur la ou les spires les plus intérieures du bobineau, par exemple deux spires connues représentées sur la figure 1. De la sorte, lorsqu'on relie l'électrode positive 3 par une connexion 11 au couvercle 12 du godet, en contact électrique avec la borne positive 13, les dépassements 10 des spires centrales du bobineau empêchent que la connexion 11 vienne accidentellement contacter l'électrode négative. La figure 1 montre que, en dehors des dépassements plus grands au centre du bobineau, le séparateur 5 fait saillie (référence 14, 15) en haut et en bas des électrodes d'une valeur usuelle de dépassement de 1,5 à 2 mm permettant d'éviter la mise en contact accidentel des électrodes positives et négatives lors du spiralage. REVENDICATIONS 1. Générateur électrochimique comprenant un faisceau électro- chimique formé d'au moins deux électrodes (3, 4) encadrant un séparateur (5), l'une (3) au moins desdites électrodes ayant une connexion (11) qui dépasse dudit faisceau, caractérisé par le fait que ledit séparateur (5) comporte une partie (10) qui se projette hors de l'empilage et qui vient lo s'intercaler entre le bord desdites électrodes (3, 4) et ladite connexion repliée (11). 2. Générateur selon la revendication 1, dans lequel ledit faisceau électrochimique est un bobineau spiralé formé de l'enroulement d'une électrode positive (3) et une électrode négative (4) séparées par une première (5â) et une deuxième (5k) couches de séparateur (5), caractérisé en ce que ladite partie (10) qui se projette est localisée sur une ou plusieurs spires intérieures de l'enroulement spiralé. 3. Générateur selon la revendication 2, dans lequel les deux couches (5a, 5k) du séparateur sont formées par les deux moitiés d'un même bande de séparateur (5), caractérisé en ce que ladite partie (10) qui se projette est localisée sur une partie centrale (6) de la bande (5). 4. Générateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite bande de générateur (5) comporte une partie centrale (6) dépassant d'un seul côté du reste de la bande. 5. Générateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie centrale dépasse d'environ 1 à 3 mm du reste de la bande. 6. Générateur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie centrale est constituée par la bande (5) elle-même. 7. Générateur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie centrale est constituée par un additif (7) à la bande elle-même, formant une couche de renfort. 8. Générateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'additif (7) est constitué par une patte formée dans la bande (5) elle- même et repliée sur la bande. 9. Générateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'additif (7) est réalisé dans la même matière que la bande (5).