FR 2086332 A1 19711231 FR 7114676 A 19710423 71 14676 -1- 2086332 la présente invention concerne de façon générale le réglage de la charge d'accumulateurs secondaires étanches au cadmium-nickel et de batteries de tels accumulateurs. Plus précisément, elle concerne de tels accumulateurs à charge rapide associés à un dispo-5 sitif détecteur de température qui coupe le courant de charge lorsque la température de l'accumulateur atteint une valeur prédéterminée qui indique une surcharge. On fabrique depuis de nombreuses années des accumulateurs secondaires étanches au nickel-cadmium qui s'appuient sur le prin-10 cipe connu sous le nom de "recombinaison d'oxygène11. Selon ce principe, la capacité d'acceptation de charge de l'électrode négative est supérieure à celle de l'électrode positive, de manière que lors de la charge de l'accumulateur, l'électrode positive qui est i. plus efficace que l'électrode négative atteint sa pleine charge 15 avant l'électrode négative et le seul gaz qui s'échappe est de l'oxygène à l'électrode positive. Lors de la surcharge, celui-ci réagit ou se recombine avec le cadmium métal réduit ou actif sur les faces de l'électrode négative qui s'oxyde et on obtient ainsi une recombinaison de l'oxygène de manière à empêcher l'établissement 20 d'une pression excessive de gaz dans l'accumulateur. Il est nécessaire, lors de la charge des accumulateurs étanches du type décrit, de leur fournir une surcharge, c'est-à-dire une quantité de courant en lampères-heures qui dépasse celle qu'on a retirée lors de la décharge, étant donné les pertes propres au procédé 25 de charge et pour être sûr que les accumulateurs sont à leur charge maximale. Si on poursuit la période de surcharge avec une intensité de courant trop forte, les accumulateurs peuvent ne pas suffire à la recombinaison de l'oxygène à la vitesse à laquelle il s'échappe, et en conséquence il peut s'établir des conditions indésirables, 30 par exemple l'établissement d'une pression interne excessive si le gaz n'est pas mis à l'atmosphère, ou, s'il l'est, la perte conséquente d'électrolyte liquide, qui réduit la capacité, etc. On a fixé dans l'industrie une vitesse de charge, c'est-à-dire un courant' en ampères, auquel on peut soumettre pendant de 35 longues périodes des accumulateurs secondaires étanches au cadmium-nickel de façon sûre. Ce courant de charge de sécurité est C/10 en ampères , C étant la capacité en ampères-heures de l'accumulateur et 71 14676 -2- 2086332 10 étant le nombre nominal d'heures nécessaire pour amener l'accumulateur déchargé à pleine charge. Pour des intensités inférieures ou égales à cette intensité de sécurité, on maintient dans la cellule un état d'équilibre lors de la charge, le dégagement d'oxy-5 gène à l'électrode positive au cours de la surcharge ne dépassant pas la recombinaison d'oxygène au niveau de l'électrode négative, et en conséquence il ne s'établit pas de pression excessive gazeuse dans l'accumulateur. On utilise largement les accumulateurs secondaires étanches comme 10 au cadmium-nickel et les batteries qu'ils forment/réserve d'énergie susceptible d'être rechargée pour de nombreux types différents d'appareils électriques portatifs ou sans • fil. La charge au courant C/10 recommandé donne satisfaction pour la charge des accumulateurs ou batteries utilisés pour beaucoup de ces appareils,, par à dents 15 exemple les brosses/électriques, les couteaux electriques, etc., où il est possible qu'il s'écoule de grandes périodes entre les utilisations. Cependant, on demande maintenant des accumulateurs étanches au cadmium-nickel et des batteries de tels accumulateurs pour d'autres appareils,- par exemple des scies à chaîne, des appa-20 reils électroniques générateurs d'éclairs, des perceuses portatives, des tondeuses à cheveux de professionnels, etc., tels que les périodes de repos entre l'utilisation des appareils sont bien plus courtes et, en conséquence, il est nécessaire que les temps de charge soient compris éntre 1 heure et 15 minutes, ce qui cor--25 respond à des intensitésde charge de C à 4C. On a proposé de charger de tels accumulateurs et de telles batteries avec des courants élevés de charge sans qu'il se pro-duiëe les inconvénients dus à une surcharge à grande intensité. On a ainsi proposé d'utiliser un pressostat pour interrompre le cou-30 rant de charge lorsque la pression interne atteint une valeur prédéterminée. On a aussi proposé d'incorporer une électrode auxiliaire susceptible de consommer de l'oxygène à l'intérieur de l'accumulateur, et de la maintenir à un potentiel supérieur à celui de l'électrode négative, de manière à consommer l'oxygène gazeux 35 qui s'échappe et empêcher ainsi l'établissement de pressions excessives dans l'accumulateur. Cependant, ces propositions ont l'inconvénient qu'elles/nécessitent une modification importante de la 71 14676 -3. 2086332 structure des accumulateurs, et ceci est coûteux et augmente de façon générale le coût global des appareils portatifs avec lesquels on utilise des accumulateurs. Une autre solution qui ne nécessite pas de modification de 5 la structure de l'accumulateur consiste à détecter à l'extérieur la tension de charge de l'accumulateur ou de la batterie. Il faut un circuit auxiliaire pour assurer le réglage et la coupure du courant de charge sous la commande du détecteur de tension, la difficulté due à l'utilisation d'un tel détecteur réside en ce que 10 la tension de l'accumulateur étanche au cadmium-nickel n'indique l'état de charge que jusqu'à environ 80 $ de la pleine charge. Ainsi, il faut interrompre l'intensité élevée de charge des accumulateurs avant qu'ils soient totalement chargés, de manière à empêcher l'établissement d'une pression excessive interne et on ne peut donc pas 15 utiliser immédiatement lors de la décharge la pleine capacité de l'accumulateur. On a aussi proposé de régler le courant de charge d'un accumulateur du type décrit en fonction de l'élévation de température de l'accumulateur, utilisée comme paramètre de commandé. les cel-20 Iules du type décrit ont normalement tendance à sréchauffer lors d'une surcharge proportionnellement à la vitesse de recombinaison d'oxygène à l'électrode négative. Il est ainsi possible, en principe, de contrôler de façon continue la température de l'accumulateur lors de la charge à l'aide d'un dispositif tel qu'un détecteur 25 thermique et d'interrompre le courant de charge à une température élevée prédéterminée avant l'établissement d'une surpression excessive due à la surcharge. .Malheureusement, l'aptitude de la plupart des accumulateurs du type décrit disponibles dans le commerce, à recombiner l'oxygène 30 gazeux lors de la surcharge est très limitée, et ceci est mis en évidence par le fait qu'on accepte de façon générale la faible intensité C/10 de charge et de surcharge, les accumulateurs peuvent tolérer des courants de charge bien supérieurs, mais lorsqu'ils commencent à être en surcharge sous une intensité élevée, seule une 35 fraction de l'oxygène dégagé peut se recombiner avec échauffement, le reste de l'oxygène élevant la pression interne sans libération correspondante de chaleur. Aussi, le problème consiste-t-il à 71 14676 2086332 détecter rapidement une élévation relativement faible de température et à interrompre le courant important de charge avant qu'il se produise une mise à l'atmosphère de l'accumulateur. Un tel fonctionnement sûr et fiable nécessite un appareillage à action rapide, 5 précis et coûteux. De plus, il est nécessaire de contrôler la température de tous les accumulateurs d'une batterie, pour assurer la compensation des températures ambiantes variables et pour maintenir les éléments détecteurs en bon contact thermique avec les accumulateurs. Etant donné la dimension, le prix et la complexité d'un 10 tel dispositif, cette technique de détection de la température pour la commande de la charge rapide à grande intensité et la surcharge ne^'èst pas révélée praticable pour les appareils et dispositifs portatifs ayant comme source d'énergie une batterie courante et peu coûteuse au nickel-cadmium. 15 L'invention supprime les inconvénients' des dispositifs de charge de la technique antérieure et concerne un dispositif de commande d'une charge sous intensité élevée, associé à un dispositif de détection de température, et destiné à un accumulateur secondaire étanche au nickel-cadmium ou/une batterie de tels accumulateurs. 20 Plus précisément, elle concerne un accumulateur du type cité et une batterie associés à un dispositif de commande de la charge comprenant un capteur thermique, le tout formant un ensemble unique, simple, peu coûteux et peu encombrant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-25 tiront mieux de la description qui va suivre, donnée en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe en élévation d'un exemple d'accumulateur secondaire étanche au nickel-cadmium comportant un dispositif de commande de la charge par détection de température com-30 prenant un thermocontact à rupture brusque destiné à couper le courant de charge de l'accumulateur ; la figure 2 est une élévation d'un exemple de batterie comportant deux accumulateurs et comprenant un dispositif de réglage de charge à détection de température muni d'un thermocontact à 35 rupture brusque et comportant les divers fils destinés à la charge et à la décharge de la batterie j 71 14676 la figure 3 est une élévation en coupe partielle d'un exemple de batterie comportant deux accumulateurs, et pratiquement identique à celle de la figure 2, sauf en ce qui concerne le thermocontact qui est remplacé par un capteur de température à thermistance 5 placé au contact d'un accumulateur de la batterie ; la figure 4 est une vue analogue d'une variante de l'invention dans laquelle le capteur de température fait partie d'un montant sur lequel se trouve la batterie lors de la charge ; et la figure 5 représente schématiquement un circuit électrique 10 simple permettant la recharge de la batterie de la figure 3, avec un relais et une source convenable de courant continu. On constate selon l'invention que les inconvénients que l'on rencontre avec les dispositifs de charge de la technique antérieure peuvent être supprimés de manière relativement simple et peu coû-15 teuse lorsqu'on utilise une batterie secondaire étanche au cadmium-nickel à "charge rapide" , c'est-à-dire susceptible de recevoir un courant élevé de charge égal à C ou supérieur et pouvant supporter une surcharge avec une telle intensité, associée à un capteur de température, par exemple un thermocontact placé au contact de l'ac-20 cumulateur ou très près de celui-ci. l'accumulateur à charge rapide est exactement du même type que les accumulateurs ordinaires actuellement disponibles dans le commerce, sauf que la quantité de cadmium métallique préalablement introduit au niveau .de l'électrode négative est supérieure d'environ 50 $ à la quantité qu'on utilise 25 normalement dans les accumulateurs de la technique antérieure, et le volume d'électrolyte se trouve réduit d'environ 20 $ à un minimum absolu, c'est-à-dire une quantité qui est juste suffisante pour maintenir la capacité à la décharge de l'accumulateur. Des accumulateurs du type décrit actuellement disponibles 30 dans le commerce peuvent comporter du cadmium métallique de "précharge" au niveau de l'électrode négative en quantité pouvant atteindre environ 30 c/> de la capacité totale de l'électrode négative. l'électrode positive est plus efficace à la décharge que l'électrode négative. Il est, en conséquence, de pratique courante 35 de réaliser l'éléctrode négative avec une capacité supérieure à l'électrode positive et d'utiliser une "précharge" de cadmium métallique au niveau de l'électrode négative pour favoriser la 71 14676 -6- 2086332 formation de cadmium métallique lors de la charge de la cellule. (Jette précharge assure qu'on peut décharger en totalité la capacité positive chargée sans retirer de cadmium- métallique susceptible d'être déchargé à l'électrode négative. Les expressions "précharge 5 négative", "cadmium de précharge", ou simplement "précharge" sont synonymes et désignent toutes l'excès de cadmium métallique au niveau de l'électrode négative. La quantité de cadmium varie évidemment en fonction de la charge de la batterie. Pour toute 'capacité donnée au niveau de l'électrode positive chargée, il existe une quantité 10 équivalente au point de vue électrochimique de cadmium métallique. Le cadmium métallique qui se trouve à l'électrode négative en plus de cette quantité constitue la précharge. Pour un accumulateur dont l'électrode positive est totalement déchargée, par exemple, tout le cadmium métallique de l'électrode négative constitue à ce moment la 15 précharge. Si on se réfère à un accumulateur totalement chargé, la précharge est la quantité de cadmium négatif qui dépasse la quantité équivalant à la charge reçue (c'est-à-dire la capacité de l'accumulateur) par l'électrode positive. On a constaté selon l'invention que si la quantité de cadmium 20 de précharge est augmentée d'environ 50 °/<> par rapport aux quantités utilisées dans les accumulateurs de la technique antérieure, on augmente notablement la recombinaison de l'oxygène et le courant de surcharge permis. Ceci est principalement dû. à ce qu'une surface supplémentaire de cadmium métallique se trouve disponible pour 25 réagir avec l'oxygène dégagé à l'électrode positive, et ainsi le rendement de la recombinaison de l'oxygène sous un courant élevé se trouve accru. L'effet net de l'accroissement du rendement de la recombinaison provoque la suppression d'une élévation excessive de pression et l'augmentation très nette de l'élévation de tempéra-30 ture dans l'accumulateur, c'est-à-dire que celui-ci chauffe lors de la surcharge proportionnellement.à la consommation d'oxygène au niveau de l'électrode négative. L'élévation très nette de la température qui a lieu lors de la surcharge d!.un.5 accumulateur à charge rapide est un paramètre sûr et fiable qu'on peut détecter 35 facilement et rapidement à l'aide d'un capteur convenable de température, par exemple un thermocontact ou une thermistance à semiconducteur placé au contact de l'accumulateur ou au moins très 71 14676 -7- 2086332 près de celui-ci. la quantité de précharge de cadmium utilisée à l'électrode négative de l'accumulateur à charge rapide peut être commodément déterminée d'après la capacité théorique ën ampères-heures de l'élec-5 trode positive. On équilibre convenablement les capacités des électrodes suivant le principe de recombinaison d'oxygène, dest-à-dire que l'électrode négative a une capacité d'acceptation de la charge supérieure à celle de l'électrode positive, ce qui évite le dégagement d'hydrogène dans l'accumulateur. On constate que dans le 10 cas d'un accumulateur à charge rapide susceptible d'être chargé avec un courant correspondant à C ou supérieur, et qui présente une élévation suffisamment importante de la température lors d'une surcharge pour que cette température puisse être utilisée comme paramètre facilement et rapidement détecté par un capteur convenable 15 actuellement disponible dans le commerce, le rapport de la précharge de cadmium exprimée en capacité en ampères-heures à la capacité totale en ampères-heures de l'électrode positive doit être compris entre environ 1 : 1 et 2 : 1. De préférence, ce rapport doit être compris entre 1,1 : 1 et 1,4 : 1. Dans les accumulateurs actuels 20 du commerce du type décrit utilisant une précharge de cadmium pour permettre un équilibre convenable des électrodes, le rapport de la précharge de cadmium à la capacité totale de l'électrode positive est maintenu au voisinage de la plage allant d'environ 0,0 à 1 et 0,9 à 1, ce rapport dépendant du rendement de décharge du 25 type particulier d'électrode négative utilisé. On peut incorporer la précharge de cadmium à l'électrode négative au cours de la fabrication par des procédés bien connus dans la technique. Par exemple, dans le cas où l'électrode négative est du type fritté, on peut introduire la précharge en chargeant 30 électriquement l'électrode dans un électrolyte alcalin jusqu'à ce qu'elle atteigne l'état voulu de charge. Dans le procédé préféré de mise en oeuvre de l'invention, l'électrode négative est en poudre comprimée, c'est-à-dire qu'elle comprend essentiellement des particules ou des poudres de matière électrochimiquement active liées 35 à une grille ou à un tamis ouvert, par exemple en métal déployé. On peut atteindre facilement la précharge de cadmium dans le cas d'électrodes en poudre comprimée par incorporation des quantités 71 14676 -8- 2086332 nécessaires de cadmium métallique dans la composition du mélange en poudre, le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 310 437 décrit des électrodes en poudre comprimée du type auquel on se réfère dans le présent mémoire. 5 les électrodes positive, et négative de l'accumulateur à charge rapide du type décrit sont pour le reste pratiquement identiques à celles qu'on utilise dans les accumulateurs actuels du commerce. Ainsi, il faut noter qu'en plus de la précharge de cadmium, l'électrode négative possède une réserve de charge empêchant 10 le dégagement d'hydrogène lors de la charge ou de la surcharge et les que l'une ou/ deux electrodes peuvent comprendre une certaine quantité de masse dépolarisante empêchant le dégagement de gaz lors d'une décharge trop importante, comme cela est bien connu dans la technique. 15 l'accumulateur à charge rapide du type décrit comprend un- électrolyte alcalin aqueux, par exemple une solution à 35 de potasse, le volume d'électrolyte utilisé dans l'accumulateur est inférieur à la quantité qu'on utilise normalement actuellement dans les accumulateurs du commerce. De façon générale, il faut réduire 20 1'électrolyte à un minimum absolu au-dessous duquel il se produirait une réduction notable de la capacité de décharge. On constate qu'en réduisant le volume de 1'électrolyte à un minimum , on accroît la diffusion de l'oxygène gazeux de l'électrode positive à travers les pores ouverts du séparateur et vers l'électrode négative, ce 25 qui accroît la recombinaison de l'oxygène avec le cadmium. Un autre avantage de la réduction du volume de 1'électrolyte est l'augmentation de l'élévation de température de l'accumulateur lors d'une surcharge, car moins il y a d'électrolyte (eau) et plus la capacité calorifique est faible. 30 On peut commodément déterminer le volume de 1'électrolyte réellement utilisé dans l'accumulateur à charge rapide en fonction de la capacité totale de l'électrode positive. Ainsi, on constate qu'il faut maintenir le volume de 1'électrolyte à un niveau compris 3 entre 1,5 et 2,2 cm par ampère-heurç&e capacité de l'électrode 35 positive. Comme l'accumulateur à charge rapide présente une élévation de température relativement élevée lors d'une surcharge sous un 71 14676 -9- 2086332 courant intense.., le choix du type particulier de capteur thermique à utiliser avec l'accumulateur ou la batterie et le chargeur n'est pas particulièrement délicat. On réalise probablement l'accumulateur ou la batterie les moins chers... et les moins encombrants en utili-5 sant un thermocontact simple à rupture brusque. Un tel thermocontact combine les fonctions de détection de température et de commutation d'un circuit sous forme d'un dispositif unique, petit et peu coûteux,qu'on peut placer facilement sur l'accumulateur ou la batterie. Bien qu'on puisse utiliser d'autres types de thermocontacts, on 10 préfère la rupture brusque d'un bilame pour réduire la formation d'un arc de contact pour les courants élevés utilisés. On peut aussi utiliser une thermistance à semi-conducteur. Un tel dispositif est .aussi relativement peu coûteux et encore qu'un thermoconfact, moins encombrant •/ mais il sragit seulement d'un capteur. Il faut 15 un circuit auxiliaire et un commutateur pour couper le courant de charge sous la commande de la thermistance. Parmi les types de thermistances disponibles dans le commerce, on préfère ceux qui ont un coefficient positif de température^ car la variation de résistance est brutale à une température prédéterminée. Le circuit 20 auxiliaire se trouve ainsi simplifié sans perte de fiabilité. Lorsqu'on réalise un accumulateur séparé ou une batterie selon l'invention, il n'est pas très important que le détecteur thermique soit placé ou maintenu en contact physique réel avec l'accumulateur lui-même, bien qu'on préfère cette disposition. On 25 peut réaliser des accumulateurs séparés comportant un petit thermocontact plat sous forme de disque, soudé au contact du fond de l'accumulateur. On peut réaliser des. batteries - analogues avec une petite thermistance ou un bilame placé dans l'espace compris entre les des accumulateurs voisins. Toutes/dispositions donnent satisfaction 30 pourvu que le capteur soit bien exposé à la chaleur créée par l'accumulateur ou par un ou plusieurs accumulateurs- de la batterie. En ce qui concerne les possibilités de fonctionnement du circuit, il y a peu de différence entre les cas où. le détecteur de température est incorporé à l'ensemble de la batterie ou est placé à l'exté-35 rieur. Il n'est pas nécessaire, à cet égard, que le détecteur soi:t en place en permanence. Par exemple, dans le cas d'une batterie d'accumulateurs conservée dans un récipient externe, il est tout à 71 14676 -io- 2086332 fait possible de réaliser le récipient avec un orifice, dans lequel on peut placer une sonde conductrice de la chaleur au contact de l'un des accumulateurs, ou on peut réaliser la batterie avec une plaque de contact thermique conduisant la chaleur hors du réci-5 pient. De cette manière, on peut relier à l'extérieur le détecteur à la sonde ou à la plaque de contact, ou on peut placer une sonde à thermistance en la faisant pénétrer par l'orifice du récipient et en l'amenant au contact des accumulateurs au cours de lgfrériode pendant laquelle on charge la batterie. 10 II est commode de relier les fils du détecteur à des contacts externes supplémentaires de l'accumulateur ou de la batterie de manière à faciliter la connexion avec le chargeur, ou on peut faire sortir les fils de l'accumulateur ou de la batterie et les relier directement au chargeur. Dans le cas où on utilise un dispo-15 sitif faisant fonction de détecteur et de commutateur et monté en série avec la batterie, on peut préférer relier intérieurement le commutateur entre deux accumulateurs en série de façon qu'il ne soit pas nécessaire d'utiliser des contacts externes supplémentaires. Dans ce dernier cas, le circuit s'ouvre aussi lors de la décharge 20 dans le cas où la batterie subit une surchauffe pour une raison quelconque. Le circuit du chargeur utilisé pour l'accumulateur ou la batterie ne fait pas réellement partie de l'invention, et il faut noter qu'on peut utiliser divers circuits de charge disponibles, 25 comme le savent les hommes du métier. On peut relier le détecteur de température au circuit du chargeur de plusieurs manières différentes, par exemple, lorsqu'on utilise un thermocontact à rupture brusque comme détecteur thermique, on peut, relier les fils du commutateur au circuit de manière à interrompre le courant de charge 30 lors de 1;'activation du commutateur. La publication "Eveready Bat-tery Applications - Engineering Data" (Edition 1968) par Union Carbide Corporation, 270 Park Avenue, New York, Hew york décrit des exemples de circuits de charge de batteries qui conviennent. La figure 1 représente un mode de réalisation d'accumulateur 35 secondaire.étanche au cadmium-nickel à. charge rapide selon l'in-» vention. L'ensemble comprend essentiellement un accumulateur étanche ■ 10: au, nickel-cadmium à charge rapide et un thermocontact 11 .à rupture 71 14676 -11- 2086332 "brusque au contact du fond de l'accumulateur 10, destiné à détecter la température de l'accumulateur et à couper le courant de charge lorsque la température atteint une valeur prédéterminée indiquant que l'accumulateur est en surcharge. 5 Comme représenté sur la figure 1, l'accumulateur 10 comprend un récipient cylindrique 12 en forme de coupelle, par exemple en acier nickelé, fermé à sa partie supérieure ouverte par un dispositif hermétique portant la référence 14. Le récipient 12 contient un ensemble d'électrodes enroulées en spirale et comprenant un 10 fin ruban souple et poreux 15 d'électrode positive, un fin ruban souple et poreux 16 d'électrode négative et un fin séparateur allongé et poreux 17 imbibé d'électrolyte et placé entre les rubans 15 et. 16 et à leur contact. Ces rubans et le séparateur 17 sont enroulés en spirale par un procédé connu autour d'un noyau 15 central 18 en matière isolante. Les rubans 15 et 16 peuvent être des électrodes classiques frittées contenant les matières électrochimiquement actives, bien que qu'on préfère/le ruban 16 au moins soit en poudre comprimée réalisée suivant le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 310 437 précité. 20 Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le ruban 15 est une électrode frittée classique comprenant à l'état déchargé la matière active susceptible d'être oxydée électrochimiquement (Ni(0H)2) et le ruban 16 est une électrode en poudre comprimée comprenant la matière active susceptible d'être réduite électro-25 chimiquement (CdO ou Cd(OH),,) ainsi que la quantité nécessaire de cadmium de précharge. La solution d'électrolyte, par exemple une solution à 35 °A de potasse, se trouve pratiquement dans les pores du séparateur 17 et dans ceux des faces adjacentes des deux rubans 15 et 16. Le 30 volume de 1'électrolyte utilisé dans l'accumulateur est au minimum absolu,c?est-à-dire qu'il est égal au volume minimal 'nécessaire pour obtenir la capacité de décharge de l'accumulateur. Le dispositif de fermeture 14 comprend un couvercle métallique rigide 19* par exemple en acier nickelé, dont la périphérie 35 est raccordée hermétiquement à l'extrémité supérieure ouverte du récipient 12 par une garniture 20 d'étanchéité en forme de coupelle. 71 14676 -12- 2086332 La garniture 20 est en "Nylon" ou en autre matière plastique susceptible de fluer et isolante de l'électricité. Au cours du montage de l'accumulateur, on presse vers l'intérieur les parois latérales du récipient 12, de manière à exercer une force radiale importante qui comprime en permanence la garniture 20 entre les bords externes du couvercle 19 et les parois latérales du récipient 12. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 069 489 décrit un tel dispositif de fermeture étanche. 71 14676 -13- 2086332 Un capuchon 21 en forme de coupelle inversée et comportant un rebord est soudé au couvercle 19 et on l'utilise comme borne positive de l'accumulateur, le ruban 15 comporte un fil 22 soudé au fond du couvercle 19* De façon analogue, le ruban 16 comporte 5 un fil 24 soudé à la paroi latérale du récipient 12 en 25. Le récipient 12 constitue la borne négative de l'accumulateur. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur la figure 1, le dispositif de fermeture comprend une soupape de sûreté destinée à libérer automatiquement du gaz lorsque la pression interne est 10 excessive, ce qui peut se produire lors d'une surcharge de l'accumulateur. La soupape comprend une garniture plane 26 en forme de disque montée d'un côté d'une plaque 27 d'appui et recouvrant un orifice 28 du couvercle 19 et un ressort spiral 29» le tout se trouvant à l'intérieur du capuchon 21. Le ressort 29 prend appui sous 15 le capuchon 21 et repousse la garniture 26 en position de fermeture contre une saillie périphérique 30 entourant l'orifice 28. Le ressort 29 est normalement en compression et peut se déplacer axialemenb en s'éloignant du couvercle 19 lorsque la garniture 26 exerce une force sous la pression excessive qui peut s'établir 20 dans le récipient 12.Ainsi, la pression qui règne dans ce récipient 12 permet au gaz de s'échapper par un orifice 31 du capuchon 21. Lorsque la pression est alors réduite, le ressort 29 ramène la garniture 26 sur l'orifice 28 en fermant la mise à l'atmosphère. Le thermocontact 11 à rupture brusque est de conception classi-25 que et comprend un corps annulaire 32 en forme de U en matière convenable isolan-fcefde l'électricité. Deux rivets .34 et 35 permettent la fixation de fils ou de cosses (non représentés) et traversent le fond du corps 12. Les têtes de ces rivets sont distantes à l'intérieur du corps 32 et forment deux contacts ou deux éléments 36, 37 30 du thermocontact. La partie supérieure du corps 32 comporte un disque élastique 38 muni d'un orifice oentral 39» Un rivet 40 passe dans l'orifice 39 et supporte un bilame 41 dans une position telle qu'il existe normalement une connexion entre les contacts 36 et 37. Un ressort 42 en forme de disque et de rappel se trouve au-dessus 35 du disque 38 et un rivet 40 le maintient en place. Le disque 38 assure que le bilame 41 forme une bonne connexion électrique avec les contacts 36 et 37. Un patin isolant 44 se trouve entre le ressort 38 71 14676 _14_ 2086332 et le "bilame 41 • Le thermocontact 11 comporte un capuchon 45 bon conducteur thermique, en métal par exemple, dont les bords externes sont sertis sur les bords du corps 32. Le capuchon 45 se trouve contre le fond 5 du récipient 12 et en bon contact thermique avec l'accumulateur. L'ensemble du thermocontact est maintenu par un rebord conique 46 dont les bords sont sertis sur les bords du capuchon 45f et les bords supérieurs coopèrent avec la partie inférieure des parois du récipient 12 sur lesquelles ils sont soudés comme représenté 10 en 47. Le fonctionnement de l'accumulateur à charge rapide est très simple et on peut le décrire comme suit. L'accumulateur, après décharge, est chargé sous l'intensité voulue, par exemple entre C et 4C ampères. Lorsque-l'accumulateur commence à être en surcharge, 15 sa température s'élève rapidement au fur et à mesure que 1'oxygène s'échappe au niveau de l'électrode positive et est consommé par le cadmium au niveau de l'électrode négative. L'accumulateur peut supporter lors de la surcharge le courant total de charge pendant un temps très important, au moins environ 1 heure pour une intensité 20 C. La chaleur de l'accumulateur 10 passe au thermocontact 11 par l'intermédiaire du capuchon 45 conducteur thermique. Le disque 38 s'échauffe et se dilate, en retirant la plaque 41 de bilame du contact avec les éléments 36, 37» ce qui interrompt le courant de charge. 25 La figure 2 représente une batterie comportant deux accumula teurs 48, 49 montés en série et disposés sous forme d'une colonne, l'ensemble comprenant un thermocontact 50 à rupture brusque de même construction que sur la figure 1. Le thermocontact 50 est monté sur la paroi inférieure de l'accumulateur 49 et au contact de celle-ci 30 de la même manière que décrit précédemment, grâce au rebord 51 de montage de forme conique. Les deux accumulateurs 48, 49 sont montés ensemble en permanence grâce à un dispositif d'association 52 en forme de coupelle. Le capuchon positif 54 qui dépasse légèrement de l'extrémité supérieure de l'accumulateur 49 est d'abord soudé au 35 fond du dispositif 52, en 55. Le dispositif 52 coopère avec le bas de la paroi de l'accumulateur 48 et on le soude en 56. 71 14676 -15- 2086332 Une plaque 57 en matière isolantede l'électricité, par exemple en fibres comprimées, se trouve à proximité des deux accumulateurs 48, 49 montés en série. Cette plaque 57 est traversée par trois ergots 58, 59 et 60 montés à une certaine distance les uns des autres 5 et destinés à être utilisés comme bornes. les ergots 58, 60 comportent des cosses 61, 62 et l'ergot 59. comprend deux cosses 64 et 65. Le capuchon 66 formant la borne positive de l'accumulateur 48 est relié par un fil 67 à la cosse 61 de l'ergot 58. L'une des cos-10 ses 68, 69 du thermocontact 50 (qui sont soudées ou fixées de façon différente aux rivets 34» 35 du thermocontact comme représenté sur la figure 1) est reliée par un fil 70 à la cosse 62 de l'ergot 60. L'autre cosse 68 est reliée par un fil 71 à l'une des deux cosses 64» 65 de l'ergot 59. L'autre cosse 64 est reliée par un fil 72 au 15 rebord 51» et ainsi à la borne 'terminale de l'accumulateur inférieur 49. On voit facilement que les deux accumulateurs 48» 49 montés en série peuvent se décharger par simple raccordement du circuit de consommation aux ergots 58» 59 du tableau 57. Une fois les accumula-20 teurs 48» 49 déchargés, on peut les ramener à leur état chargé en débranchant le circuit et en les reliant au circuit de charge. Les bornes du circuit de charge sont reliées aux ergots 58, 60 de la plaque 57. On relie alors le thermocontact 50 au circuit de charge par le fil 70 relié à l'une des cosses 68, 69 du thermocontact par 25 l'intermédiaire de fils 71» 72 qui relient l'autre cosse 68 du thermocontact à la borne négative de l'accumulateur 49. On contrôle en charge les deux accumulateurs 48» 49 de la même manière que décrit précédemment, c'est-à-dire que la chaleur de l'accumulateur 49 passe au thermocontact 50 au cours de la surcharge 30 et ce thermocontact est activé et coupe le courant de charge. La figure 3 représente une batterie de deux accumulateurs 74, 75 à charge rapide montés en série, et elle est .essentiellement identique à celle qu'on a décrit, mais elle comprend une thermistance à la place d'un thermocontact. Les deux accumulateurs 74» 75 sont 35 empilés sous forme d'une colonne et sont maintenus ensemble par un dispositif d'association 76 en forme de coupelle soudé à la paroi latérale de l'accumulateur 74 en 77 et à la borne positive 78 de 71 14676 -16- 2086332 l'accumulateur 75 en 79- I Une plaque 82 de bornes existe aussi dans ce mode de réalisation de batterie et comporte trois ergots 84, 85 et 86 formant des bornes. Les ergots supérieur 84 et intermédiaire 85 comportent des cosses 87 et 88 et l'ergot 86 inférieur comporte deux bornes 89 et 15 90. Le capuchon 91 formant la borne positive de l'accumulateur est relié par un fil 92 à la cosse 87 de l'ergot 84. Une cosse 94 est soudée à la paroi Inférieure (borne négative) de l'accumulateur 75 et est reliée par un fil 95 à l'une des cosses 89, 90 de l'ergot 20 86., L'un des fils 96, 97 de la thermistance 80 est relié à l'autre des deux bornes 89, 90 de l'ergot 86. L'autre fil 97 de la thermistance 80 est relié à la cosse 88 de l'ergot 85'i On peut décharger les accumulateurs 74, 75 en reliant simplement le circuit de consommation aux ergots 84» 86 du tableau 82. 25 Pour charger les accumulateurs, on débranche le circuit de consommation et on relie le circuit de charge aux ergots 84 et 86. On relie alors la thermistance 80 par les ergots 85 et 86 à une partie convenable de commande du circuit de charge, qu'on décrira plus loin. Le fonctionnement de la batterie de la figure 3 au cours de 30 la charge est essentiellement le même que celui qu'on"a. déjà décrit, ' c'èst-à-dire que la chaleur de l'accumulateur 75 passe à la thermistance 80 et au bout d'un certain temps de surcharge, la résistance de la thermistance 80 augmente fortement à une valeur prédéterminée qui suffit pour activer l'élément de commutation du circuit de charge 35 et à couper le courant de charge. La figure 4 représente un autr^node de réalisation de batterie comprenant deux accumulateurs 98, 99 montés en série et à charge 71 14676 -17- 2086332 rapide et un dispositif de montage 100 ou réceptacle de charge • comprenant le détecteur de température. Comme on l'a décrit précédemment, les deux accumulateurs 98, 99 sont empilés sous forme d'une colonne et sont maintenus par le dispositif 101 d'association 5 en forme de coupelle. Ce dernier dispositif 101 est soudé à la paroi latérale de l'accumulateur supérieur 98 en 102 et au capuchon 104 formant la "borne positive de l'accumulateur 99 en. 105. L'un des deux fils 106, 107 de décharge des accumulateurs montés en série 98, 99 est relié au capuchon 108 formant la borne positive de l'ac-10 cumulateur 98. L'autre fil 107 est relié à la paroi latérale (borne négative) de l'accumulateur 99 en 109. Un manchon 110 coopère de façon étroite avec les parois latérales des accumulateurs 98, 99 et la .périphérie supérieure et inférieure des deux accumulateurs. De préférence, le manchon 1'10 est en pellicule de matière plastique 15 thermorétractable. Le montant 100 destiné à charger les deux accumulateurs 98, 99 a une forme de coupelle comportant un orifice central disposé dans sa paroi inférieure et dans lequel est monté un thermocontact 111 à rupture brusque. Ce dernier comporte deux cosses 112, 114 20 formant des bornes. On voit facilement que, lorsque les deux accumulateurs 98, 99 sont déchargés, on peut facilement les ramener à leur état chargé en les plaçant dans le montant 100, le fond de l'accumulateur 99 étant au contact du thermocontact 111. En reliant convenablement les 25 pattes 112 et 114 du thermocontact 111 aux bornes 105, 106 de la batterie, on peut monter en série le thermocontact 111 avec les accumulateurs 98, 99 et le circuit de charge de manière analogixe à celle représentée sur la figure 2 par exemple. Le fonctionnement de la batterie au cours de la charge est essentiellement le même que dé-30 crit précédemment, c'est-à-dire que la chaleur de l'accumulateur inférieur 99 passe au thermocontact 111 et, après une certaine surcharge, le thermocontact 111 provoque la coupure du courant de charge. La figure 5 représente un circuit électrique simple de charge de la batterie de la figure 3. Cette dernière comprend les deux ac-35 cumulateurs 74> 75 et la thermistance 80 est schématiquement représentée par le boîtier 115 en traits interrompus. Le circuit comprend un relais à basse tension et deux éléments, un commutateur 116 nor 71 14676 -18- 2086332 malement ouvert et un solénoïde 117. la source 118 de courant continu peut être une source classique ou un redresseur de courant alternatif, de préférence filtré pour éviter que le relais ne vibre, et elle comprend une résistance destinée à limiter le courant à une 5 valeur de sécurité. Les accumulateurs 74» 75 sont montés en série avec l'élément 116 et la source 118. La thermistance 80 est montée en série avec le solénoïde 117 et leur ensemble est monté en parallèle par rapport aux accumulateurs 74, 75.A la température ambiante, la résistance de la thermistance est suffisamment faible pour qu'un 10 courant- suffisant passe dans le solénoïde 117 et ferme l'élément 116 en permettant au courant de charge de passer dans les accumulateurs. Lorsque l'un des accumulateurs est en surcharge, les accumulateurs et la thermistance 80 s'échauffent. A une température prédéterminée, la résistance de la thermistance 80 s'élève de façon 15 importante, le courant diminue dans le solénoïde 116 et l'élément 117 s'ouvre en interrompant le courant de charge. La description qui précède montre que l'invention concerne une nouvelle combinaison d'un accumulateur secondaire étanche au nickel-cadmium et à charge rapide ou une batterie de tels accumula-20 teurs, et d'un détecteur de température, par exemple une thermistance ou un thermocontact à rupture brusque. L'accumulateur ou la batterie est susceptible d'être chargé et surchargé avec une intensité élevée, et l'élévation rapide de la température lors de cette surcharge est rapidement captée par le détecteur de température qui coupe le cou-25 rant de charge. Il faut noter que le teyme "capteur ou détecteur de * température"utilisé dans le présent mémoire désigne un dispositif électrique actif tel que la valeur ou l'amplitude d'un paramètre électrique quelconque, par exemple d'une résistance, d'une tension, d'une continuité (commutation), etc. varie en fonction de la tempé-30 rature, de préférence de façon brusque, dans la plage voulue,c'est-à-dire entre environ 40 et 54,5°C. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour 35 autant sortir du cadre de ladite invention, qui est défini dans les revendications annexées. 71 14676 -19- 2086332 REVEEDIOATIONS 1. Ensemble du type qui comprend un accumulateur secondaire étanche au nickel-cadmium capable de se charger et d'être en surcharge avec une intensité élevée du courant, nettement supérieure 5 au courant qui correspond à une charge en 10 heures, sans qu'il s'établisse une pression gazeuse interne excessive, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur d'une élévation de température de l'accumulateur, ce dernier subissant une telle élévation rapide lors de la surcharge. 10 2. Ensemble caractérisé en ce qu'il comprend un accumulateur secondaire étanche au cadmium-nickel comprenant à l'état déchargé . au moins une électrode positive contenant de l'hydroxyde de nickel comme masse active capable d'être oxydée électrochimiquement, au moins une électrode négative convenant comme masse active capable 15 d'être réduite électrochimiquement et constituée par de l'oxyde ou de l'hydroxyde de cadmium, et du cadmium métallique de précharge ainsi qu'un dispositif poreux de séparation placé entre les électrodes positives et négatives et contenant un électrolyte alcalin en quantité juste suffisante pour maintenir la capacité de l'accumula-20 teur lors de la décharge, la quantité de cadmium de précharge de l'électrode négative étant telle que l'accumulateur peut être chargé avec une intensité élevée nettement supérieure à l'intensité qui correspond à une charge en 10 heures sans établissement d'une pression gazeuse interne excessive, et en ce qu'il comprend un détecteur 25 de température placé au moins à proximité dudit accumulateur. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que la capacité d'acceptation de la charge de l'électrode négative est supérieure à celle de l'électrode positive, la quantité de cadmium de précharge de l'électrode négative étant telle que le rapport de 30 la capacité du cadmium de précharge à la capacité totale de l'électrode positive est compris entre environ 1,0/1 et 2,0/1, et en ce que 1'électrolyte alcalin est au contact des surfaces voisines des électrodes positive et négative . 4. Ensemble selon l'une des revendications 2 et 3» caractérisé 35 en ce que le détecteur de température est un thermostat à rupture brusque ou une thermistance à semiconducteur, placé au contact d'une partie externe de l'accumulateur. 71 14676 -20- 2086332 5. Ensemble selon la revendication 3» caractérisé en ce que le rapport de la capacité du cadmium de précharge de l'électrode négative à la capacité totale de l'électrode positive est compris entre environ 1,1/1 et 1,4/1, ou en ce que le volume de l'électro- ■3 5 lyte est compris entre environ 1,5 et 2,2 cm par ampère-heure de capacité de l'électrode positive. 6. Ensemble selon la revendication 3» caractérisé en ce que l'électrode positive est frittée et contient la masse active capable d'être oxydée électrochimiquement, et en ce que l'électrode 10 négative comprend essentiellement des poudres de la masse active capable d'être réduite électrochimiquement et de cadmium de précharge liées par compression sur une grille à ouvertures. 7. Batterie d'accumulateurs capable d'assurer le réglage de la charge sous une intensité élevée, caractérisée en ce qu'elle com-15 prend en combinaison au moins un accumulateur secondaire au cadmium-nickel comprenant un récipient hermétique et, dans celui-ci, une électrode positive comprenant à l'état déchargé de l'hydroxyde de nickel comme masse active capable d'être oxydée électrochimiquement, une électrode négative comprenant une masse active capable d'être 20 réduite électrochimiquement et constituée par de l'oxyde ou de l'hydroxyde de cadmium, et du cadmium métallique de précharge, la capacité d'acceptation de charge de l'électrode négative étant supérieure à celle de l'électrode positive, le rapport de la capacité du cadmium de précharge de l'électrode négative à la capacité totale 25 de l'électrode positive, exprimé en ampères-heures, étant comprise ( entre environ 1,0/1 et 2,0/1, un dispositif poreux de séparation se trouvant entre les électrodes positive et négative et un électrolyte alcalin se trouvant pratiquement dans les pores dudit dispositif de séparation et au contact des faces voisines des électrodes 30 positive et négative, le volume de 1'électrolyte pratiquement contenu par le dispositif de séparation étant compris entre environ 1,5 et 2,2 cm par ampère-heure de capacité de l'électrode positive, et en ce qu'elle comprend un détecteur de température placé au contact d'une partie externe du récipient hermétique. 35 8. Batterie selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend une soupape de sécurité de mise à l'atmosphère associée au récipient et destinée à libérer une pression gazeuse interne excessive 71 14676 -21- 2086332 ou en ce qu'elle comprend une plaque comportant plusieurs "bornes -électriquement reliées aux accumulateurs lors de la charge et de la décharge alternatives des accumulateurs. 9. Batterie selon la revendication 7* caractérisée en ce que 5 l'accumulateur comprend un récipient hermétique en forme de coupelle, et en ce qu'il comprend un thermocontact à rupture "brusque monté en permanence au contact du fond du récipient. 10. Batterie selon la revendication 7» caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux accumulateurs secondaires au cadmium-nickel 10 comprenant des récipients hermétiques en forme de coupelle, empilés sous forme d'une colonne et dont les "bornes sont reliées électriquement en série, et en ce qu'il comprend soit une thermistance à semiconducteur montée au contact de la paroi latérale de l'un des récipients d'accumulateurs et maintenue en place en permanence par un 15 manchon de matière isolante ajusté de façon étroite sur les parois latérales desdits récipients, soit un thermocontact à rupture "brusque placé dans un réceptacle destiné à loger le fond de l'un des récipients d'accumulateurs au contact dudit thermocontact.