BE376775A - - Google Patents

Description

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 EMI1.1 
 in PERFECTIOTTTdEIi7NTS A LA CONSTRUCTION D'ELEMENTS D'ACCUMULATEURS " 
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés à la construction d'éléments d'accumulateurs, et a pour objet un élément d'un type tel qu'il puisse être charge par un courant électrique après décharge, et être   rechargé   un certain nombre de fois, ainsi qu'il est d'usage dans les accumulateurs. 



   Un des avantages do l'invention consiste en ce qu'elle permet de réaliser un élément d'accumulateur sous la forme 

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 d'un élément sec, mais ayant dés' dimensions plus grandes que d'usage, cet élément ayant les mêmes dimensions qu'un accumu- lateur et possédant des qualités spéciales en ce qui concerne la légèreté de poids pour les ampères-heures et les watts   em-   magasinés, et un élément de ce genre sera utilisé pour un service sévère, tel que le démarrage et l'éclairage de voi- tures automobiles. 



   L'invention a également pour objet un élément d'accumu- lateur de construction très robuste du fait que le corps de l'élément est en cuivre, et il est préférable que le bac de l'élément soit employé comme électrode négative pour remplacer le zinc utilisé dans un élément sec ordinaire. 



   Bien qu'on se réfère à l'élément en cuivre comrne étant l'électrode positive, il est entendu qu'il s'agit de la par- tie du cuivre qui se trouve dans l'électrolyte, ou en contact avec   ltélectrolyte,   et que la pièce polaire attachée à la pièce en cuivre constitue le pôle négatif. 



   L'invention a également trait à des accumulateurs de traction   (c'est-à-dire   aux accumulateurs employés pour le dé- marrage de voitures automobiles et autre service sévère ana- logue), dont la construction permet d'obtenir un élément de poids beaucoup plus faible, plus solide et de fonctionnement plus efficace. 



   La caractéristique essentielle de l'invention consiste en l'emploi de cuivre comme électrode positive portant le pôle négatif, le cuivre étant sous la forme d'une plaque suspendue de toute manière convenable dans un récipient, ou on peut donner au cuivre une forme cylindrique ou autre, pour consti- tuer le bac ou corps de   l'élément,   comme cela est le cas pour le récipient en zinc dans un élément sec du genre courant qui utilise une tige de charbon entourée de bioxyde de manganèse comme électrode négative et le récipient en zinc comme électrode 

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 positive, et l'invention est relative à ce type d'élément sec.

   bes éléments secs du type actuel sont défectueux pour de nombreuses raisons, dont l'une est la résistance interne relativement élevée, une autre que l'élément ne peut être rechargé, et une autre que la chute de voltage est ressentie dès que les éléments sont disposés dans un circuit fermé. 



   La présente invention a pour objet un élément ayant une faible résistance interne, une longue durée, c'est-à-dire qu'il peut être conservé en magasin presque indéfiniment, cet élément pouvant être rechargé de temps à autre. 



   Un accumulateur efficace doit pouvoir donner une force motrice élevée et constante, il ne doit pas pouvoir se po- lariser, il doit avoir une faible résistance interne, il ne doit pas se décharger lorsque le circuit est ouvert, il ne doit pas dégager de gaz lorsqu'il fonctionne, et doit être bon marché, résistant et ne pas être susceptible de s'épuiser rapidement. L'accumulateur qui va être décrit présente ces très importantes caractéristiques. 



   Four la commodité de la description et du dessin, l'in- vention va être décrite comme étant appliquée à une seule forme d'élément d'accumulateur, mais il est entendu qu'on ne se limite à aucune construction particulière, étant donné que l'invention peut être réalisée de diverses manières sans s'écarter pour cela de son principe. 



   Afin que l'invention puisse être plus facilement comprise, on se reportera au dessin annexé, dans lequel : 
La Fig. 1 est une coupe centrale de l'élément d'accumula- teur perfectionné. 



   La   Fig.  est un plan en coupe. 



   On va maintenant décrire le dispositif objet de l'inven- tion et la façon dont il est monté. 

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   CORPS DE   L'ELEMENT   D'ACCUMULATEUR 
Suivant une forme de réalisation, l'élément d'accumula- teur comprend un corps cylindrique en cuivre 5 qui constitue la caractéristique essentielle de l'invention, étant donné qu'il forme l'électrode positive et le pôle négatif de l'élé- ment. 



   Le corps 5 de l'élément peut être obtenu de toute manière appropriée, par exemple par étirage à froid, ou il peut pré- senter un joint longitudinal et un disque inférieur rapporté, qui est fixé au corps 5. 



   Sur le côté du corps 5 est disposée une borne 5a qui est le pôle négatif de l'élément de l'accumulateur. 



   ELECTRODE NEGATIVE 
L'électrode négative 6 peut être obtenue suivant n'importe lequel des procédés de fabrication des électrodes négatives d'accumulateurs, et bien que l'on ait indiqué ci-après un mode de fabrication, il est entendu que l'on peut modifier les proportions sans sortir pour cela du cadre de l'invention, car les exigences et les conditions d'emploi détermineront nécessairement les proportions des constituants employés dans les électrodes. 



   Le mélange ci-dessous, indiqué à titre d'exemple, permet- tra d'obtenir une électrode négative de très grande effica- cité. 



   Litharge pbo 50 % 
Minium, Pb3o4 50 % 
H2SO4 dilué, ayant un poids spécifique de 1150 à   1280.   



   Les ingrédients ci-dessus sont intimement mélangés en- semble pour former une pâte. 



   Ce mélange est bien malaxé, enfoncé dans les plaques à grille et complètement séché, les plaques étant alors plongées 

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 dans une solution d'acide sulfurique dilué ayant un poids spécifique de   1150,   deux parties, une solution à moitié sa- turée de sulfate d'ammoniaque, une partie, glycérine, une partie. 



   Après avoir été ainsi immergées, les plaques sont reti-   rées et séchées lentement ; sont alors prêtes à être   formées, ce qui est effectué en les chargeant à l'aide d'un courant approprié pour transformer les oxydes de plomb, qui sont maintenant durs, en peroxydes. 



   Une électrode négative formée de cette manière présente des avantages spéciaux; entre autres, il n'existe pas d'ac- tion locale entre la pâte et la grille de la plaque par in- corporation du sulfate d'ammoniaque dans l'électrolyte, ceci s'appliquant, naturellement, à l'électrode négative seule- ment, et comme les électrodes positives sont faites en cuivre qui n'est pas soumis à des actions locales, on obtient un cou- ple électrique idéal présentant toutes les propriétés néces- saires permettant la fabrication d'éléments d'accumulateur pouvant être rechargés et destinés à servir au même usage que les éléments secs actuellement en vogue. 



   L'électrode négative 6 ainsi formée, est placée à l'in- térieur du corps 5, après avoir tout d'abord entouré les bords 7, 8 et 9 à l'aide d'une bande de papier 10 destinée à compenser l'inégalité de distance entre les bords 7 et 8 de la plaque 6 et le corps 5, et les faces 7a et 8a et le corps 5, car il est évident que, si la bande de papier n'était pas utilisée, le courant serait plus fort à l'endroit où les dites distances ou vides sont les plus faibles. 



   Entre les bandes de papier 10 et les côtés du corps 5 sont disposées des pièces en bois 11 isolées à la cire, qui maintiennent la plaque 6 en position dans le corps 5, la plaque 6 reposant sur une petite barre ou latte 12 enduite de cire. 

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   Une substance entoure la plaque 6 et est disposée dans le corps 5; cette substance est composée de trois parties d'acide sulfurique dilué ayant un poids spécifique de 1150 à      1280, et de silicate de sodium ayant une force suffisante pour former un gel qui est versé dans le corps 5 et que l'on lais- se se solidifier. 



   Des bornes 13 et 5a sont prévues pour les électrodes po- sitive et négative 5 et 6, respectivement; entre le niveau 14 de l'électrolyte 16a et la fermeture usuelle en poix ou cire 15 est disposé un tampon élastique 16 formé de sciure ou d'une matière quelconque qui n'est pas attaquée par l'acide sulfurique; cette matière pourrait être formée de fibres d'amiante ou de poudre de liège, mais on a trouvé que la sciure donnait des résultats satisfaisants pour le but visé. 



   Le tampon élastique 16 a pour but de permettre la dila- tation et la contraction du gel 16a, à base de silice, qui, s'il était en contact intime avec la fermeture en poil ou en cire 15, ferait sortir ou chasserait cette fermeture 15, de sorte que le gel se répandrait à l'extérieur; en outre, afin de permettre aux gaz de s'échapper, il est prévu une valve qui comprend un tube métallique ou en verre 17, fermé à sa partie supérieure et présentant dans son coté un orifice 18 sur lequel est placé un manchon en caoutchouc 19, de sorte que pendant que le gaz est évacué à mesure qu'il se forme, l'éva- poration est empêchée en coupant la communication entre l'évent et l'atmosphère. 



   Lorsque cet élément d'accumulateur est chargé, l'élec- trode négative, c'est-à-dire la plaque 6, est transformée en peroxyde de plomb PbO2, et lorsque l'élément est connecté pour la décharge, de l'oxygène est libéré de l'électrode positive,   c'est-à-dire   que, comme le corps 5 forme de l'oxyde de cuivre CuO ou Cu2O et que le CuO ou Cu2O est soluble dans l'acide sulfurique, du sulfate de cuivre CuSO4+ 5H2O est formé, 

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Le sulfate de cuivre ainsi forme pénètre dans le gel et, du fait qu'il exige une forte proportion d'eau dans sa molé- cule, l'électrolyte reste parfaitement sec et aucune quantité d'eau n'est libérée. 



   L'hydrogène libéré à l'endroit de l'électrode négative se combine avec l'oxygène du peroxyde de plomb (PbO2), le réduisant en oxyde de plomb PbO, et, dans ce cas, de l'eau est formée et l'acide sulfurique est absorbé par l'oxyde de plomb pour former un des sulfates de plomb. 



   L'eau libérée entre maintenant dans le gel et aide à fournir l'eau requise par la molécule de sulfate de cuivre à l'endroit de l'électrode positive. 



   Les rapports des quantités sont suffisants pour satisfaire aux exigences d'un électrolyte qui ne devient pas soluble lors de la charge ou de la décharge. 



   Ainsi qu'il a été expliqué précédemment, le principe es- sentiel de cet élément d'accumulateur consiste en ce que du cuivre est utilisé comme électrode positive et, étant donné que le cuivre n'est pas soluble dans l'acide sulfurique, l'oxy- gène provenant de la plaque positive transforme le cuivre en un des oxydes de cuivre, tel que Cu2O, c'est-à-dire l'oxyde rouge de cuivre, et cuO l'oxyde noir de cuivre qui sont so- lubles dans l'acide sulfurique. 



     'utilisation   de cuivre présente de nombreux avantages, entre autres, du fait que le cuivre est employé comme élec- trode positive et comme récipient contenant l'élément propre- ment dit et, étant donné que le cuivre n'est pas attaqué par l'acide, sa durée est beaucoup plus grande que celle du zinc utilisé actuellement dans les éléments d'accumulateur. 



   En outre, des éléments d'accumulateurs de toute force électromotrice requise peuvent être construits et transportés ou emmagasinés pendant une période de temps quelconque, 

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 étant donné que, lorsque les éléments ne sont pas intercalés dans un circuit, aucune perte   ne* se   produit par sulfatation ou autres causes qui attaquent les éléments secs ordinaires. 



   Comme expliqué précédemment, un élément d'accumulateur formé de cette manière convient parfaitement comme accumula- teur de traction ou pour le démarrage de voitures automobiles, et dans ce   cas   l'électrolyte ou gel n'a pas besoin d'avoir une viscosité particulière, mais il suffit qu'il ait une consistance empêchant qu'il se répande ou soit agité d'une   manière excessive ; outre, les électrodes négatives peuvent   être formées de constituants dont les proportions sont dif- férentes de celles indiquées dans la formule donnée ci-dessus à titre d'exemple. 



   Un avantage résultant de l'utilisation de cuivre comme électrode positive consiste en ce que n'importe lequel des oxydes cuivre est formé par l'oxygène se rendant à l'élec- trode positive pendant la décharge, l'oxyde particulier formé dépendant de la densité de courant par centimètre carré sur l'électrode positive pendant la décharge; il existe un point optimum dans la densité du courant pour produire l'oxyde rouge de cuivre cu2O et, si cette densité est dépassée, de l'oxyde noir de cuivre est produit, ces deux oxydes étant particu- lièrement solubles dans l'acide sulfurique. 



   Dans une électrode positive contenant une proportion convenable de cuivre, la mise en court-circuit de l'élément d'accumulateur n'a aucun effet sérieux sur celui-ci (la mise en court-circuit d'un élément d'accumulateur ordinaire a un effet nuisible en ce sens qu'il détermine le cintrage des plaques), pour la raison qu'une pellicule d'oxyde de cuivre CuO ou Cu2O se forme sur l'électrode positive, dé- terminant la polarisation rapide de l'élément d'accumulateur sur le coté positif, car le temps exigé pour dissoudre le CuO formé par l'action de l'accumulateur, lors de la décharge, 

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      est proportionnel aux quantités d'oxyde devant être dissoutes par l'électrolyte, cette quantité de CuO dépendant, à chaque déorhrge, de   l'ampèrage   auquel l'élément d'accumulateur est déchargé,

   Si la vitesse de décharge est plus rapide que l'ac- tion de l'acide, une quantité d'oxygène plus importante est formée à une vitesse plus grande que celle à laquelle l'acide peut disperser le sulfate de cuivre formé dans le gel, de manière à permettre que de l'acide libre se trouve juxtapose à la plaque de cuivre. Une polarisation locale sera effectuée du fait que la plaque de cuivre se trouve complètement plon- gée dans l'oxyde de cuivre, alors que la différence de poten- tiel entre l'électrode négative est bien au-dessous de celle du cuivre.

   En outre, l'oxygène qui se rend à l'élctroide po- sitive en cuivre ne pourra pas rencontrer les parties non oxydées pour se combiner efficacement avec celles-ci, car la totalité de la surface sera complètement recouverte de CuO ou Cu2O, et c'est en ce point que l'oxyde noir de cuivre CuO se formera de même que le Cu2O,   c'est-à-dire   que l'oxyde rouge qui se forme en premier se divisera pour absorber da- vantage d'oxygène afin de former du CuO. Dès que le court- circuit est supprima, l'oxyde de cuivre CuO est lentement dissous par l'acide sulfurique Sc4H2, formant ainsi du sulfate de cuivre CuSO4 +   SE 0,   une surface négative fraîche de cui- vre sera ainsi exposée à l'action de l'électrolyte et l'ac- cumulateur commencera à fonctionner normalement. 



   Suivant une autre disposition, l'élément en cuivre 5 peut être rempli de sciure au lieu de gel de silice, et de préférence de sciure de bois tendre d'où l'acide tannique a été éliminé, la sciure étant sèche et tassée autour des élec- trodes négatives en plamb 6 , jusqu'à ce que l'élément soit      complètement rempli de sciure. 

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   L'électrolyte est versé dans   1'élément   5, autour de la plaque 6, jusqu'à ce que la sciure soit saturée,   l'élément   étant alors bouché ou obturé de la manière précédemment dé-   crite.   



   Dans ce cas, l'électrolyte est formée d'acide sulfurique et de l'eau est employée dans les batteries d'accumulateurs de type courant. 



   Un élément d'accumulateur établi de la manière décrite ci-dessus, est simple, de construction peu coûteuse et d'une grande utilisé pour les services que peuvent rendre des éléments d'accumulateurs de ce genre. 



   REVENDICATIONS 
1., Un élément d'accumulateur du genre indiqué,   compor   tant un pôle positif et un pôle négatif montés sur uneélec0 trode négative et une électrode positive, respectivement, et caractérisé par le fait que l'électrode positive est en cuivre. 



   2. Un élément d'accumulateur comportant un pôle positif et un pôle négatif, ce pôle négatif étant caractérisé par le fait qu'il est monté sur une électrode positive en cuivre formant le corps de l'élément d'accumulateur. 



   3. Un élément d'accumulateur du genre indiqué comportant une électrode positive et une électrode négative, cette électrode négative comprenant une grille ou plaque supportant une composition formée de litharge, de minium et d'acide sulfurique dilué. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 4. Dans un élément d'accumulateur du genre indiqué, une électrode positive en cuivre constituant l'enveloppe cylin- drique extérieure du corps de l'élément d'accumulateur, et une électrode négative, cette électrode négative comprenant une grille ou plaque formée de litharge, de minium, et d'une solution d'acide sulfurique dilué. <Desc/Clms Page number 11>

   5,Un élément d'accumulateur du genre indiqué, comprenant un corps en cuivre constituant l'électrode positive et por- tant le pôle négatif, une électrode négative disposée dans le corps en cuivre, cette électrode négative comprenant une grille ou plaque supportant une composition formée de litharge, de minium et d'acide sulfurique, des bandes pour espacer l'électrode négative de l'électrode positive en cuivre, du papier paraffiné ou son équivalent entourant les bords de l'électrode négative, un gel de silice contenant de l'acide sulfurique dilué et entourant l'électrode négative, une couche de sciure ou matière équivalente disposée au-dessus du gel de silice, une couche de cire ou de poix pour fermer l'élément d'accumulateur, des bornes sur les pêles positif et négatif, et un évent ménagé dans le dit élément d'accu- mulateur.

   6. Un élément d'accumulateur du genre indiqué, carac- térisé par uns électrode positive en cuivre et une électrode négative disposée dans un composé de gel de silice et d'acide sulfurique dilué placé dans l'électrode positive, une cou- che de matière élastique au-dessus du gel de silice, et une couche de cire ou de poix pour fermer l'élément d'accumula- teur.

   7. Un élément d'accumulateur caractérisé par la combi- naison, avec une électrode positive en cuivre constituant le corps de l'élément d'accumulateur, d'une électrode négative comprenant une grille supportant une composition formée de litharge, de minium et d'acide sulfurique dilué, la dite électrode négative étant disposée à l'intérieur du corps en cuivre constituant l'électrode positive et étant entourée d'un gel de silice contenant de l'acide sulfurique dilué, une couche de matière élastique au-dessus du gel de silice, et une couche de cire ou de poix pour fermer le corps de l'élé- ment d'accumulateur. <Desc/Clms Page number 12> EMI12.1 8.

   Un élément d'acc4ulateur.comprenant une électrode positive en cuivre constituant le corps de 1'±1µment d'accu- mulateur, ce corps recevant une électrode négative et un électrolyte, la dite électrode négative étant caractérisée par le fait qu'elle consiste en une grille supportant une composition renfermant 50 % de litharge et 50 % de minium mélangés avec une solution d'acide sulfurique dilué ayant un poids spécifique de 1150 à 1280, la matière résultante étant plongée dans une solution composée de deux parties d'acide sulfurique dilué ayant un poids spécifique de 1150 à 1280, une partie d'une solution à moitié saturée de sulfate d'ammonia- que, et une partie de glycérine,

   les plaques étant séchées après avoir été plongées dans la dite solution et étant sou- mises à l'action d'un courant électrique dans le but spécifié.

   9. Un élément d'accumulateur caractérisé en ce que l'électrode positive constitue le corps de l'élément d'accu- rnulateur, une électrode négative en plomb est suspendue dans le corps de l'élément d'accumulateur dans lequel de la sciure est tassée autour de la dite électrode négative, la sciure étant saturée à l'aide d'un électrolyte après que le tasse- ment de la sciure a été effectué.

   10. Un élément d'accumulateur comportant une électrode négative en plomb et une électrode positive en cuivre, de la sciure étant tassée dans le dit élément d'accumulateur et étant ensuite saturée à l'aide d'un électrolyte.

   R E S U M E.- Un élément d'accumulateur du genre indiqué,com- portant un pôle positif et un pôle négatif montés sur une électrode négative et une électrode positive, respectivement, et caractérisé par le fait que l'électrode positive est en cuivre. @