Brevet FR2843831A1 — publié le 20040227

Domaine d'application de l'invention: Cette invention concerne l'industrie des batteries d'accumulateurs électriques au plomb avec enceinte en thermoplastique mais aussi et surtout la réparation et la rénovation des batteries à l'échelle artisanale. 5 Un accumulateur électrique est un élément électrolytique qui peut successivement passer de l'état chargé à l'état déchargé et inversement par circulation du curant électrique de sens inverse. La réaction électrochimique globale est donnée par la réaction suivante: PbO2 + Pb + 2H2SO4 Déchargé 2 PbSO, + 2H20 Chargé Dans le processus industriel de fabrication des batteries d'accumulateurs électriques, le montage des batteries est la phase ultime avant leurs conditionnements. Pour le montage des batteries à bac à pluri-couvercles en ébonite les opérations successives en lieu: - Empilage - Soudure élément - Mise en bac - Soudure connexion - Brai Pour le montage des batteries dans les bacs en polypropylène avec mono couvercle les opérations successives en lieu: Mise en bac des éléments - Soudure inter-éléments - Soudure couvercle Soudure bornes - Vérification étanchéité. Dans l'industrie avant de procéder au montage des batteries il 30 y a lieu de produire l'ensemble des composants compris à l'intérieur des bacs, soit les éléments et les connexions. Les éléments: sont montés en imbriquant les plaques positives et négatives, isolées les unes des autres par des séparateurs, le nombre des plaques négatives est toujours supérieur 35 d'une unité au nombre de plaque positives, de façon à avoir toujours une plaque négative à l'extérieur. Si cette précaution n'était pas observée, la plaque positive extérieure serait rapidement déformée et mise hors d'usage. Les plaques en questions sont fabriquées de la façon suivante: Sur des grille en plomb (contenant 5 % d'antimoine) obtenues par moulage à l'aide d'une machine, on étale une pâte dite matière active. Suivant la composition de cette pâte nous obtenons après séchage une plaque positive ou négative. -2 Pâte positive | Pâte néaative Oxyde de plomb Oxyde de plomb Identique (+) ou (-) Dynel Dynel Eau initiale Eau initiale H2S04 à 40 B H2SO4 à 40 B Eau finale Eau finale Différence entre Noir de carbone (+) et (-) BaSO4 Vanisperse Lubrifiant Cette pâte positive ou négative est produite dans un malaxeur qui est alimenté par un circuit de transport et pesage de l'oxyde de plomb stocké dans un silo et par une installation de distribution d'acide sulfurique à 40 Baumé et d'eau. Lors du malaxage la 15 température du mélange ne doit pas excéder 70 C. Le rôle de chaque additif dans la composition du mélange est comme suit: Dynel: le produit ajouté aux matières actives augmente la cohésion de la pâte et renforce la tenue mécanique des plaques 20 obtenues, son incorporation évite un dépastillage important des plaques non séchées. - BaSO4: Agent réglementant les effets dus aux changements importants de volume; état de charge Pb et état de décharge Pb S04.Son effet n'apparaît qu'au moment de la décharge il est insoluble 25 dans l'électrolyte. - Noir de carbone: agent de différenciation entre les plaques de différentes polarités - Vanisperse : sa présence prolonge la vie de l'accumulateur et réduit l'oxydation de l'électrode négative. - Lubrifiant: inhibe la décharge de la batterie durant un stockage 30 prolongé Les plaques une fois séchées elles sont envoyées à la formation. Elle consiste à réaliser une électrolyse simple en milieu sulfurique dilué (9 B). Au début de cette opération les plaques positives et négatives 35 sont reliées respectivement aux bornes négatives et positives du redresseur. A la suite du passage du courant les anodes sont oxydées en PbO2 et les cathodes sont réduites à l'état de plomb métallique. L'opération dure 20 heures. Pour réduire l'acidité des plaques formées un lavage au jet d'eau est effectué pour les plaques positives. Les plaques négatives, plus sensibles, sont lavées à l'eau tiède puis séchées sous-vide. Le séchage des plaques positives est effectué dans des étuves chauffées à la température de 70 C. -3 Avant de constituer les éléments correspondants aux différentes capacités électriques en production, les doubles plaques positives et négatives sont ébarbées. Le but essentiel de cette opération est la séparation des doubles plaques et la suppression des queues. En effet la double plaque lavée séchée passe consécutivement sous les couteaux pour être partagée et équeutée, une brosse mécanique finalise cette opération en éliminant les poussières de plomb qui sont aspirées par une hôte vers un silo de stockage. Les Connexions: Une machine est utilisée pour la fabrication des plots de batterie à l'aide de moules, le plomb utilisé est un alliage d'antimoine à 3 % (Sb). But de l'invention: Cette invention a pour but de permettre la réparation ou la rénovation des batteries d'accumulateur 15 électriques au plomb en thermoplastique principalement en polypropylène après usage qui jusqu'ici sont irréparables, leur couvercle étant soudé à chaud au bac. A l'instar de ce qui se fait depuis longtemps pour les batteries d'accumulateur au plomb en thermodurcissable essentiellement en ébonite. En effet les batteries en ébonite type pluri-couvercle une fois vidé de son acide en retire la couche bitumineuse assurant l'étanchéité puis en découvre le ou les éléments à réparer, dans le cas d'une réparation ou l'ensemble des éléments dans le cas d'un rénovation. Dans le cas de la réparation il n'est pas nécessaire de changer l'élément en entier mais seulement les plaquettes défectueuses tout en s'assurant de la qualité de l'isolement interplaquette. Les connexions sont suivant le cas renouvelées en partie ou en totalité. La réparation ou la rénovation terminé en recouvre partiellement ou totalement les couvercles de la batterie puis en introduit l'électrolyte. Une fois la batterie mise à la charge sous une tension de 12 voltes après un temps de charge adéquat elle est complètement chargée. On vérifie alors la densité de l'électrolyte ainsi que la charge de la batterie. Une batterie est considérée comme complètement chargée, lorsque au cours d'une charge sous une intensité de courant spécifiée par le fabricant, les valeurs de la tension de la batterie 40 et de la densité de l'électrolyte ne sont pas modifiées d'une façon appréciable, pendant deux heures successives à la fin de la charge, compte tenu des variations de températures. Description de l'invention: Après avoir eu l'idée de transformer une batterie totalement soudée en une batterie ouvrable 45 afin de pouvoir la réparer il y a lieu de s'assurer les points suivants: 4 - L'efficacité de la fixation du couvercle et de son étanchéité. - La facilité de dissocier les électrodes des bordures de bornes incrustées dans le couvercle. - La qualité de la connexion inter élément. Pour chaque point un dessin est annexé. - Le dessin 1/3 comporte deux figures: - La figure 1 représente un design de la nouvelle batterie. - La figure 2 représente le fond de son couvercle. - Le dessin 2/3 donné par la figure 3 représente en coupe, comment 10 dissocier l'une des électrodes de sa bordure de borne. - Le dessin 3/3 donné par la figure 4 représente en coupe, la connexion inter-élément. L'efficacité de la fixation du couvercle et de son étanchéité: Partant d'un bac de batterie du type totalement soudé, 15 en polypropylène, nous lui adaptons un couvercle (1) dont sa bordure (2) est logée dans une gaine (3) conçue pour ce bac (4). Cette dernière est fixée au bac et l'ensemble est maintenu à l'aide d'insères (5) (voir fig.l). Afin d'assurer une étanchéité maximum, le couvercle présente au niveau des contacts inter-chambres avec le 20 bac un joint (6) en élastomère, judicieusement logé (fig.2). Pour la conception nouvelle d'accumulateur de démarrage du type ouvrable en thermoplastique, ce qui a été appelé précédemment gaine sera considérée comme une partie intégrante du bac. Elle sera conçue simultanément avec le restant du bac. La facilité de dissocier les électrodes des bordures de bornes incrustées dans le couvercle: Le couvercle ne peut être enlevé qu'une fois que les insères (5) sont ôtés de leurs glissières, que la bordure est retirée de sa loge (2) mais aussi et surtout que les électrodes (positive et négative) soient séparées 30 des bordures de bornes (7) incrustées dans le couvercle de la batterie. Pour cela il suffit de dévisser les deux boulons (8) en plomb dur qui lient les deux bordures de bornes filetées aux deux électrodes correspondantes (9) filetées au même diamètre mais 35 seulement sur leur partie supérieure (fig.3). La qualité de la connexion inter-élément: Afin d'assuré une conductibilité maximum et une manipulation facile, un boulon (10) et un écrou (11) en plomb durs ont été choisis. Le boulon s'insère à travers l'élément premier(12) qu'il 40 porte, traverse la cloison (13) en matière plastique puis porte l'élément second(14). A l'aide de l'écrou l'ensemble est pressé contre les parois de la cloison Cette solution garantie l'interchangeabilité des éléments sans porter atteinte à l'édifice existant, tout en étant rapide et d'un 45 cot modique (fig.4). --5 Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. L'impact de l'invention: l'impact que devrait avoir cette invention est important et multiple: - Elle est créatrice d'emplois: En effet, la recherche qui a abouti à cette invention à été motivée par le souci d'occuper sainement notre jeunesse, sans avoir à la responsabilisé d'un investissement important quelle appréhende, mais aussi son l'obliger 10 à s'éloigner de leur lieu de résidence. - Elle est bénéfique à notre économie: Comme nous savons, les composants qui sont utilisés pour la production des batterie à l'échelle industrielle ont leur matière première en quasi- totalité importé. Pour cela, chaque fois qu'il sera possible d'augmenter la durée de vie d'une batterie, moyennant réparation ou même rénovation, avec recyclage des composants en plomb, l'économie du pays s'en trouvera améliorée. L'amplitude de cet apport est mesurée par l'importance du 20 nombre d'ateliers de réparation à créer à travers le pays. - Elle à un effet favorable sur l'environnement: Des batteries soudés, donc non réparables, qui une fois hors d'usage sont pour la plupart jetées dans la nature, détériorent à la longue fortement notre environnement, surtout que le plomb, matière première utilisée 25 pour la quasi-totalité et dangereuse pour la santé des êtres humains, mais aussi elle est un poison pour le reste de la nature. D'autre part le polypropylène matière non biodégradable pénalise fortement notre milieu naturel. REVENDICATIONS 1. Batterie d'accumulateur électrique réparable, caractérisée en ce qu'elle comprend un bac (4) en matériau thermoplastique et un couvercle (1), la 5 bordure dudit couvercle étant logée dans une gaine (3) solidaire du bac et le tout étant maintenu par des insères (5). 2. Batterie selon la revendication 1, caractérisée en ce que le couvercle présente au niveau des contacts inter-chambres un joint (6) en élastomère. 3. Batterie selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la gaine (3) est partie intégrante du bac (4). 4. Batterie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les bordures de borne (7) sont chacune liées aux électrodes positive et négative de la batterie par un boulon (8) en plomb dur. 5. Batterie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la connexion inter-élément se fait par un boulon (10) et un écrou (11) en plomb dur.