Brevet FR2797717A1 — publié le 20010223

Système de raccordement électrique pour générateur électrochimique à électrodes planes. La présente invention concerne un système de raccordement électrique destiné à être utilisé dans des générateurs électrochimiques, éventuellement assemblés batteries. Ce système est plus particulièrement adapté au raccordement électrique d'électrodes planes à une borne de sortie de courant. Le système de raccordement électrique d'un générateur électrochimique comporte principalement des liaisons entre les électrodes de même polarité et la borne de sortie de courant correspondante. Une telle liaison est habituellement réalisée serrage (boulonnage, vissage ou rivetage) ou de préférence par soudage (soudure électrique, soudage laser, soudage par ultra-sons). bornes d'un générateur électrochimique assurent la continuité électrique entre les électrodes du générateur et l'application extérieure à laquelle il est associé. La borne traverse la paroi du générateur électrochimique. La partie extérieure reçoit les connexions externes, tandis que la partie située à l'intérieur du générateur est reliée aux électrodes. A l'intérieur du générateur électrochimique, les électrodes d'une même polarité sont munies de connexions, prolongeant l'électrode ou rapportées, qui sont rassemblées en un faisceau. Le faisceau de connexions est relié à 1 borne de polarité correspondante par des moyens qui assurent à la fois le maintien du faisceau et la conduction du courant. Une borne de générateur électrochimique peut comporter, à l'intérieur du générateur, partie verticale plane qui est parallèle au plan des électrodes. Les connexions divisées en deux demi-faisceaux sont accolés et fixées part et d'autre de cette partie verticale. Selon une autre disposition la borne peut comporter deux partie planes verticales et chaque demi-faisceau est alors accolé et soudé respectivement à chacune des parties verticales. Cette disposition a pour inconvénient 'encombrement à l'intérieur du générateur représenté la partie verticale et l'importance du volume vide inutilisé au-dessus des électrodes qui en résulte. Pour pallier cet inconvénient on a proposé de munir la borne, à l'intérieur du générateur, d'une partie horizontale plane qui soit perpendiculaire au plan électrodes. Le faisceau de connexions, prolongeant les électrodes ou constituant la partie supérieure, doit être plié afin d'accoler les connexions à parti horizontale en vue de leur fixation sur celle-ci. Ce mode de fabrication est plus complexe à mettre en oeuvre car le pliage des connexions est une opération délicate qui requiert un outillage adapté. Notamment les connexions doivent être soudées une à une sur la borne, la soudure de la dernière connexion nécessitant une opération différente. La présente invention a pour but de proposer un système de raccordement électrique d'électrodes sur une borne, de faible encombrement, qui soit plus simple et plus rapide à réaliser que les systèmes connus. L'obiet de la présente invention est un système de raccordement électrique pour un générateur électrochimique comportant des électrodes planes munies de connexions et au moins une borne de sortie de courant, caractérisé en ce que lesdites connexions d'une même polarité sont reliées entre elles par une pièce conductrice perpendiculaire au plan desdites électrodes, ladite pièce étant d'une part soudée sur la tranche desdites connexions rassemblées parallèlement en faisceau et d'autre part solidaire électriquement et mécaniquement de ladite borne. Selon une variante, lesdites connexions sont constituées par un dépassement du collecteur de courant desdites électrodes. Une partie du collecteur de courant qui n'a pas été recouverte de matière active est découpée de manière à former une languette dépassante servant de connexion. Pour éviter de découper le collecteur de courant et de perdre la matière inutilisée, on peut envisager de ne laisser qu'une bande étroite dépourvue de matière active le long de l'électrode. Selon une autre variante, lesdites connexions sont constituées par des languettes conductrices soudées sur le collecteur de courant desdites électrodes. Selon un mode de réalisation, ladite pièce est constituée par une languette conductrice. Une languette a une épaisseur et une largeur moindre que sa longueur. Elle est posée latéralement sur la tranche des connexions opposée à l'électrode. La languette est soudée sur les tranches des connexions, puis fixée la partie de la borne située à l'intérieur dudit générateur. Une telle liaison est préférence réalisée par soudage électrique, soudage laser ou soudage par ultrasons. Selon un autre mode de réalisation, ladite pièce est constituée par projection perpendiculaire au plan desdites électrodes qui est issue de la partie ladite borne située à l'intérieur dudit générateur. Dans ce cas la pièce conductrice fait partie de la borne dont elle est le prolongement. L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un générateur comportant un tel système de raccordement, qui comprend les étapes suivantes -on assemble en faisceau des électrodes planes de telle sorte que les tranches leurs connexions soient disposées parallèlement, -on pose perpendiculairement auxdites tranches deux pièces conductrices isolées l'une de l'autre, -on relie l'une desdites pièces à l'un des pôles de la soudeuse et l'autre pièce à l'autre pôle, -on fait passer un courant de soudage à travers lesdites connexions. Avantageusement la longueur de ladite pièce conductrice est supérieure à l'épaisseur du faisceau de connexions. Un léger dépassement de la pièce conductrice de part et d'autre du faisceau de connexions facilite le positionnement. De préférence ladite pièce conductrice pénètre dans la matière de ladite connexion pendant la soudure. Divers modes de soudage peuvent être utili ' comme le soudage électrique, par décharge de condensateur ou par résistance, soudage laser ou le soudage par ultrasons. La présente invention a comme avantage que la hauteur occupée par la pièce conductrice est faible et que la hauteur des connexions peut être très réduite puisque la liaison ne concerne que leur tranche supérieure. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre illustratif, mais nullement limitatif, et dans le dessin annexé sur lequel - la figure 1 montre une électrode d'accumulateur prismatique munie de sa tête de plaque, -la figure 2 représente une vue en perspective d'un mode de réalisation du système raccordement selon l'invention, -la figure 3 représente une vue de profil du système de raccordement la figure 2, -la figure 4 représente une vue en coupe selon IV-IV du système raccordement de la figure 2, -la figure 5 représente une vue de profil de la borne associée à un autre mode de réalisation du système de raccordement selon l'invention, -la figure 6 représente une vue en coupe VI-VI de la borne de la figure -la figure 7 représente une vue en perspective de la borne de la figure -la figure 8 représente une variante de réalisation des pièces conductrices -la figure 9 représente une autre variante de réalisation des pièces conductrices. La figure 1 représente un exemple d'électrode 1 utilisée dans accumulateurs prismatiques rectangulaires au nickel-cadmium ou au nickel-métal hydrurable. L'électrode comporte une connexion 2 constituée par un dépassement du collecteur de courant qui n'a pas été recouverte de matière active 3. La connexion 2 est constituée d'un feuillard d'acier nickelé d'épaisseur 0,06mm. L'épaisseur de la connexion peut varier habituellement de 0,05mm à 1 mm selon les applications. Les connexions 2 permettent de relier les électrodes 1 d'une même polarité à la borne de sortie de courant correspondante. Selon une variante, les connexions peuvent être des languettes conductrices qui sont rapportées et soudées électriquement par points sur une partie du collecteur de courant dépourvue de matière active. Un faisceau électrochimique constitué d'une alternance d'électrode planes positives et négatives entre lesquelles est intercalé un séparateur est assemblé. Les connexions issues des électrodes de chaque polarité forment un faisceau à tranches parallèles. Pour chacune des polarités deux pièces, dont la longueur est légèrement supérieure à celle du faisceau de connexions, sont posées perpendiculairement ces tranches. L'une des pièces est reliée au pôle positif de la soudeuse alors que l'autre pièce est reliée au pôle négatif, les deux pièces étant électriquement isolées. Le courant électrique de soudage traverse les connexions. Les deux pièces sont ainsi soudées simultanément sur les connexions. Un mode de réalisation de l'invention est illustré par les figures 2, 3 et 4. Des électrodes 21 munies de leur connexions 22 sont reliées à borne 23. borne 23 comporte une embase 24 sur laquelle sont soudées pièces conductrices 25. Ces pièces conductrice 25 sont disposées dans une direction perpendiculaire à la grande face 26 du faisceau d'électrodes 27, et soudées la tranche des connexions 22. borne 23 comprend en outre un boulon à sertir 28 portant un ensemble de gorges 29 et une bague 30. En venant s'appuyer sur la partie supérieure 31 de l'embase 24, la bague 30 permet de raccorder électriquement la borne 23 à la cosse 32 d'une application extérieure. Cette liaison permet d'assurer la continuité électrique de l'intérieur vers l'extérieur du générateur électrochimique. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on utilise une borne telle que représentée sur les figures 5 et 6. La borne de sortie de courant 50 comporte un boulon à sertir 51 comprenant un ensemble de gorges 52 et terminée par une tête 53. Sur le boulon à sertir 51 est vissée une bague 54 pour le raccordement électrique du générateur à la cosse d'une application extérieure, de manière analogue au mode de réalisation précédemment décrit. La borne 50 comporte aussi une embase 55 dont la face inférieure 56 horizontale est perpendiculaire au plan des électrodes. Des pièces conductrice 57 sont fixées mécaniquement à la borne 50. La fixation dés pièces 57 est réalisée par serrage entre la tête 53 du boulon 51 et la face inférieure 56 de l'embase 55. Les pièces 57 sont coudées à angle droit. Leurs extrémités verticales 58, opposées à la borne 50, se placent sur la tranche des connexions d'électrodes pour y être soudées comme décrit précédemment. La figure 8 montre une variante de réalisation des pièces conductrices 57. Une découpe circulaire 59 permet le passage du boulon à sertir 51 . Dans ce cas le boulon ' sertir 51 doit être monté avant d'effectuer la soudure des connexions sur les extremités verticales 58 des pièces 57. II est nécessaire d'isoler le boulon à sertir lors de la soudure. La figure 9 montre une autre variante de réalisation de pièces conductrices 60 comportant une découpe 61. Dans ce cas on effectue la soudure des connexions sur les extrémités verticales 62 des pièces 60 avant de monter le boulon à sertir. REVENDICATIONS 1./ Système de raccordement électrique pour un générateur électrochimique comportant des électrodes planes munies de connexions et moins une borne de sortie de courant, caractérisé en ce que lesdites connexions 'une même polarité sont reliées entre elles par une pièce conductrice perpendiculaire au plan desdites électrodes, ladite pièce étant d'une part soudée sur la tranche desdites connexions rassemblées parallèlement en faisceau et d'autre part solidaire électriquement et mécaniquement de ladite borne. 2./ Système selon la revendication 1, dans lequel lesdites connexions sont constituées par un dépassement du collecteur de courant desdites électrodes. 3./ Système selon la revendication 1, dans lequel lesdites connexions sont constituées par des languettes conductrices soudées sur le collecteur de courant desdites électrodes. 4./ Système selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite pièce est constituée par une languette conductrice. 5./ Système selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite pièce est constituée par une projection perpendiculaire au plan desdites électrodes qui est issue de la partie de ladite borne située à l'intérieur dudit génerateur. 6./ Procédé de fabrication d'un générateur comportant un système de raccordement selon l'une des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes -on assemble en faisceau des électrodes planes de telle sorte que les tranches de leurs connexions soient disposées parallèlement, -on pose perpendiculairement auxdites tranches deux pièces conductrices isolées l'une de l'autre, -on relie l'une desdites pièces à l'un des pôles de la soudeuse et l'autre pièce à l'autre pôle, -on fait passer un courant de soudage à travers lesdites connexions. 7./ Procédé selon la revendication 6, dans lequel la longueur de ladite pièce conductrice est supérieure à l'épaisseur du faisceau de connexions. 8./ Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel ladite pièce conductrice pénètre dans matière de ladite connexion pendant la soudure. 9./ Procédé selon l'une revendications 6 à 8, dans lequel ladite soudure est effectuée par soudage électrique, soudage laser ou soudage par ultrasons.