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Perfectionnements aux batteries sèches.
La présente invention concerne les piles ou les batteries sèches du genre dans lequel l'élément ou chaque élément comprend des électrodes positive et négative espa- cées par une composition formant un électrolyte et un dépo- larisant combinés, ou bien un électrolyte et un dépolarisant séparément.
Suivant la présente invention, on procure une batterie électrique du genre indiqué dans laquelle l'élément ou les éléments sont fermés hermétiquement par une mince pellicule adhérente de nature élastique et imperméable à
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l'eau, appliquée par immersion, par projection ou à la brosse.
La mince pellicule adhérente peut être feuilletée et comprendre une première couche de matière isolante à dessication rapide, telle qu'un vernis isolant à base d'al- cool, et une autre couche de caoutchouc ou de composé de caoutchouc, capable d'adhérer à ce premier revêtement, avec ou sans une couche supplémentaire de matière isolante ou de vernis et une couche supplémentaire enveloppante de caoutchouc ou de composé de caoutchouc.
La première couche peut comprendre un vernis for- mé de gomme ou de résine dans un dissolvant alcoolique, par exemple de la laque en boutons ou autre, ou de la gomme-laque dissoute dans de l'alcool méthylique ou un autre dissolvant approprié, ce revêtement étant appliqué à l'élément ou à l'ensemble d'éléments pour cacher tous les bords et boucher tous les interstices. Lorsque cette couche est sèche elle doit être suffisamment tenace pour donner la solidité mécani- que nécessaire pour rendre l'élément ou l'ensemble capable d'être manipulé pendant les parties subséquentes de l'opéra- tion.
La seconde couche peut comprendre du caoutchouc (sous la forme de latex ou autrement) ou n'importe quel composé approprié de caoutchouc, dans l'un ou l'autre cas avec ou sans addition d'agents de vulcanisation, d'accélé- rateurs et de matières de charge si on le désire, suivant la pratique usuelle en usage dans la fabrication de produits en caoutchouc.
La couche ou les couches de vernis doivent être entièrement entourées par la seconde ou les autres couches et de préférence il doit y avoir une certaine adhérence entre les différentes couches, de telle façon que l'humidité s'é- chappant par suite d'une craquelure ou d'une rupture de la
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première couche ou de la première couche et des couches subséquentes de vernis, est retenue immédiatement in situ par la ou les couches flexibles adjacentes.
L'opération indiquée ci-dessus peut être répétée une ou deux fois par application sur la couche de caout- chouc d'une nouvelle couche de vernis et application subsé- quente, sur cette dernière, d'une couche de caoutchouc ou de composé de caoutchouc.
Une couche finale de vernis peut être appliquée pour donner à l'ensemble une surface sèche ne collant pas, pour la commodité des manipulations et de l'empaquetage.
Suivant une autre 'partie de la présente inven- tion, l'élément ou l'ensemble d'éléments peut être pourvu d'une ligature enveloppante en matière flexible capable d'extension et destinée à retenir les constituants de l'élé- ment ou des éléments en combinaison, et d'une pellicule adhérente en matière élastique imperméable à l'eau, appli- quée par dessus l'élément ou les éléments pour obturer les bords de ces derniers et ancrer la ligature de ceux-ci.
De cette mahière les constituants de l'élément ou de chaque élément sont reliés ensemble par plusieurs sections de ruban ou de cordon de ligature, chacune de ces sections étant an- crée indépendamment à l'élément par la pellicule élastique.
La ligature peut être appliquée sous tension et peut être en une matière élastique telle que du caoutchouc ou du ruban ou du cordon élastique ou en une matière tissée capable de s'étendre.
Bans les dessins annexés :
La fig. I est une vue en perspective d'une batte- rie suivant la présente invention.
La fig. 2 montre cette batterie en coupe longitu- dinale.
La fig. 3 est une coupe transversale de celle-ci.
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La fig. 4 est une vue en perspective d'un détail*
La fig. 6 est une coupe verticale d'une variante.
La fig. 6 est une coupe horizontale d'une autre variante.
Aux fig. I à 4 des dessins annexés, l'invention est appliquée à une batterie sèche du genre renfermant un certain nombre d'éléments plats comportant chacun des élec- trodes plates négatives et positives, disposées avec espa- cement, avec interposition d'un mélange dépolarisant et. d'un éledtrolyte.
Chaque élément comprend une plaque de zinc plate 5 formant une électrode et une couche de matière à base de carbone 6 formant l'autre électrode et prévue sous la forme d'un enduit sur la plaque dezinc de l'élément adjacent, le dépolarisant 7 étant disposé sous la forme d'une tablette entre les électrodes, et l'électrolyte étant prévu sur une feuille poreuse ou autre 8, interposée entre le dépolari- sant et la plaque de zinc.
Les constituants de l'élément sont appliqués l'un contre l'autre avec une pression légère mais ferme, suffisan te pour presser chaque constituant en position et de cette manière les constituants pour le nombre désiré d'éléments sont assemblés en combinaison correcte sans permettre à des intervalles ou des espaces d'air de se former entre les constituants.
Lorsque l'ensemble est achevé, une ligature 9 en matière flexible ou élastique est appliquée dans des direc- tions perpendiculaires l'une à l'autre de façon à maintenir les constituants à l'état assemblé.
Cette ligature est de préférence capable de s'allon- ger de façon à permettre la dilatation naturelle de la batterie en service et peut être faite en caoutchouc ou en ruban ou en cordon élastique appliqué sous tension. Suivant
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une variante, la ligature peut être faite en matière tissée ou autre, capable de s'étendre et destinée à r etenir les cons- tituants dans la combinaison désirée.
Un enduit IO est alors appliqué à l'ensemble ligaturée soit à la brosse, soit par immersion, soit par arrosage, et cet enduit doit sécher et durcir rapidement et lorsqu'il est sec il doit être tenace mécaniquement pour donner suffisamment de résistance pour permettre les manipulations de l'ensemble pendant les parties subséquentes du procédé.
Cet enduit 10 peut être en un vernis à dessication rapide, comme par exemple une gomme ou une résine naturelle dans un dissolvant alcoolique ou autre, par exemple une laque dissoute dans de l'alcool méthylique.
La première couche est mince mais doit obturer tous les bords des éléments et tous les interstices et fournir un revêtement enfermant complètement l'ensemble.
Une seconde couche II de caoutchouc, de latex ou d'une composition de caoutchouc appropriée, est alors appliquée avec de nouvelles couches de vernis et de caoutchouc en suc- cession pour fermer une pellicule feuilletée d'une épaisseur suffisante autour de tout l'ensemble.
Une couche finale de vernis peut être appliquée pour donner à l'ensemble une surface sèche et facile à manipuler.
L'ensemble ainsi enduit est alors placé dans une boite ou un récipient 12 en carton, en bois ou en une matière moulée ou une autre matière appropriée et est entouré d'un bourrage meuble disposé en couche mince en-dessous, autour des cotés et sur le sommet de l'ensemble, qui est alors complètement entouré par la matière de bourrage.
Les douilles de borne 14 sont montées dans un panneau supérieur ou dans la couche supérieure de matière d'obturation 15 qui bouche le sommet ouvert du récipient et ces douilles sont reliées aux éléments appropriées de la batterie.par des conducteurs flexibles 16.
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Ces conducteurs 16 s'étendent à travers le bourrage meuble et à travers la pellicule feuilletée et sont reliés de façon appropriée aux électrodes des éléments voulus.
La pellicule feuilletée prévue pour l'ensemble, comme on l'a décrit ci-dessus, enferme hermétiquement tous les élé- mentsde l'ensemble et possède les avantages suivants.
La couche ou chaque couche de vernis, tout en fournissant une résistance suffisante pour maintenir les constituants assemblés, n'est pas sensiblenent élastique mais est suffisamment mince pour se briser sous les efforts dus à la dilatation naturelle par la production de gaz ou la croissance naturelle de l'élément en service. la couche ou chaque couche de caoutchouc est élasti- que et peut s'étendre pour supporter cette dilatation et en conséquence elle ne se brise pas de sorte que tandis que la ou les couches de vernis peuvent se craqueler après une période d'emploi, l'élément est maintenu complètement fermé par la couche ou les couches de caoutchouc.
La construction feuilletée procure une solidité con venable par le fait que la ou les couches de vernis sont tenaces tandis que la couche ou chaque couche de caoutchouc adhère au vernis et le maintient en position même après rup- ture du vernis, comme on l'a expliqué ci-dessus.
Si un enduit de caoutchouc ou de composé de caout- chouc était prévu sur l'ensemble sans application préalable d'un enduit de vernis ou analogue, l'effet général pour l'élément serait mauvais pour un certain nombre de raisons, par exemple ( a) l'absorption du dissolvant de la couche de caoutchouc par le corps de l'élément, ce qui nuit à la con- ductibilité de ce dernier, et (b) la désintégration des vernis intérieurs employés sur les plaques de zinc.
Ces dangers sont évités par l'emploi de la première couche de vernis ou de matière analogue.
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L'opération d'enduisage peut être répétée par appli- cation d'une pellicule de vernis et d'une pellicule de caoutchouc, soit une fois, soit deux ou plusieurs fois suivant les désirs ou les besoins, pour former une pelli- cule feuilletée d'épaisseur suffisante pour donner la soli- dité mécanique en vue des manipulations et pour empêcher la rupture sous l'effet de la dilatation naturelle, la pelli- cule étant toutefois suffisamment élastique pour s'adap- ter à l'accroissement de volume naturel ou dû au gaz de l'élément, sans permettre au gaz ou à l'humidité de quitter l'élément ou à l'air de pénétrer dans l'élément.
La couche finale peut être en vernis ou en caout- chouc.
Les ligatures 9 ancrent les constituants de chaque élément en quatre points espacés sur la périphérie de celui- ci et les constituants de l'élément sont ainsi mis en posi- tion élastiquement et maintenus assemblés indépendamment de la pellicule feuilletée.
La ligature est enfermée par la pellicule feuilletée et fixée par celle-ci au bord de chaque plaque de zinc de sorte que la ligature peut agir sur chaque élément indépen- damment. En cas de dilatation anormale d'un élément, un allongement local de la ligature à l'endroit de cet élément peut seulement se produire et si la ligature est brisée en face d'un élément, les éléments restants ne sont pas affectés vu que la ligature est ancrée sur le bord de chaque élément et qu'il y a en fait quatre longueurs séparées de ligatu- re pour chaque élément.
La pellicule feuilletée forme avec la ligature 9 un lien mécanique qui, dans le cas d'une rupture de circuit dans un élément, retient les constituants de cet élément suffisamment rapprochés pour que le circuit de la batterie dans son ensemble ne soit pas coupé. @
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La fig. 5 représente en coupe un élément du type à sac ou en poupée, construit suivant la présente invention.
L'élément comprend une tige de carbone 18 entourée d'un dépolarisant 19 et d'une feuille ou galette 20 impré- gnée d'électrolyte, ces pièces étant enfermées dans une caisse de zinc 21.
La caisse 21 est formée d'une feuille plate ou d'un flan de zinc, enroulé de façon à former une caisse cylindri- que ouverte à chaque extrémité, les bords de la feuille ou du flan se recouvrant légèrement pour fermer le Joint laté- ral de la caisse.
Un bouchon 22, qui est avantageusement fait de caoutchouc, est introduit dans une extrémité ouverte de la caisse et les pièces assemblées 18, 19 et 20 sont alors introduites par l'autre extrémité ouverte jusque dans la position de la fig. 5.
La caisse est ensuite de préférence contractée autour de l'ensemble pour assurer un bon contact entre la surface intérieure de la caisse de zinc et la surface extérieure de la feuille ou galette 20 de l'électrolyte.
Si c'est nécessaire, on peut prévoir un moyen tel qu'une ligature autour de l'extérieur de la caisse de zinc pour empêcher la caisse de s'ouvrir ou de se mettre hors de contact avec l'extérieur de la feuille à électrolyte.
L'élément est alors pourvu d'une pellicule feuilletée telle que celle décrite à propos des fig. I à 4.
Cette pellicule feuilletée enferme complètement l'élé- ment et couvre les joints dans la caisse de zinc et entre cette caisse et le bouchon 22 et s'étend également transver- salement sur le sommet ouvert de la caisse. De cette manière l'élément est complètement isolé et lorsqu'il est employé avec d'autres éléments ou des éléments semblables, il y a un isolement complet d'un élément à l'autre.
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La pellicule élastique sera évidemment enlevée du cha- peau conducteur 23 de l'électrode en carbone et un disque conducteur ou une pièce conductrice appropriée peut être prévu sous la base de l'élément, ce disque ou cette pièce étant relié électriquement à la caisse de zinc 18.
On a représenté en coupe à la fig. 6 une légère variante de l'élément décrit ci-dessus avec référence à la fig. 5 et bien que l'élément représenté à la fig. 6 soit cons- truit de la manière décrite à propos de la fig. 5, l'électrode de carbone 24 a la forme d'un bloc plat ou d'une palette au lieu de la forme d'un crayon 18.
Les éléments de chaque construction sont enfermés indé- pendamment l'un de l'autre, L'adhérence de la pellicule aux cotés saillants des plaques adjacentes peut être plus forte que la résistance mécanique de la pellicule et une dilatation nor- male dans un élément quelconque provoque la formation d'une busse locale ou dans les cas extrêmes une fracture locale de la pellicule et une partie du contenu de l'élément peut sortir par la fracture. Cette matière refoulée se trouve toutefois à l'extérieur de lapellicule et est empêchée, par l'adhérence de la pellicule à l'ensemble, de ramper vers l'élément ou les éléments adjacents, de sorte que le défaut est localisé et ne peut pas se propager à d'autres éléments et y provoquer la rupture du circuit.
La pellicule élastique est suffisamment souple pour permettre la dilatation due à l'accroissement naturel de la batterie ou pour supporter des changements chimiques produi- sant une dilatation. Les éléments sont ainsi mis à l'abri de la dessication ou de la déshydratation des constituants et comme l'ensemble est entièrement enfermé par la pellicule de matière imperméable au liquide et à l'air, la sortie de gaz ou de liqui- de est empêchée de sorte que la possibilité d'une action locale ou d'un grimpement est empêchée et qu'une détérioration de la batterie due à l'échappement des produits actifs est empêchée @
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effectivement.
Les douilles de borne 14 ne doivent pas être prévues dans une couche ou un panneau supérieur comme on l'a décrit et représenté et peuvent être montées dans un panneau rigide ou un organe situé sur le c8té ou dans toute position appropriée dans le récipient.
Si on le désire, l'ensemble peut être relié aux douilles de borne au moyen de ressorts en hélice ou autres servant de conducteurs entre les douilles des électrodes des éléments,, et dans une semblable construction l'ensemble peut être suspendu aux douilles par ces ressorts.
L'ensemble de batterie est ainsi suspendu à la couche supérieure de brai ou de matière d'obturation par les enroulements reliant les éléments aux douilles qui sont enfermés dans le brai et comme le bourrage est placé seulement de façon meuble au- tour de l'ensemble, un léger mouvement de ce dernier est autorisé et l'ensemble possède une forme limitée de mouvement de flotte- ment dans le bourrage et est suspendu aux douilles de contact.
On a décrit spécialement ci-dessus un mode de montage de l'ensemble dans une botte environnante, mais il est évident que l'invention n'est pas limitée à cette méthode particulière et que l'ensemble peut être empaqueté d'une autre manière appropriée.
Par exemple l'ensemble peut être ancré au sommet, sur les côtés ou au fond d'une botte ou dun récipient extérieur, l'ancrage étant de préférence tel que l'ensemble peut se mouvoir dans une mesure limitée par rapport à la partie de la botte ou du récipient dans lequel il est ancré, de sorte que la dilatation de l'ensemble en service est permise.
Suivant une variante, l'ensemble peut être monté dans un récipient en forme de squelette qui peut entourer de près l'en- semble et est suffisamment souple pour permettre la dilatation men- tionnée ci-dessus.
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Suivant une autre variante encore, l'ensemble peut être monté dans une botte du un récipient rigide et des tam- pons de caoutchouc ou autres tampons ou coussins analogues élastiques peuvent être introduits entre l'ensemble et la botte, ces tampons ou coussins supportant l'ensemble d'une manière élastique permettant la dilatation de l'ensemble en service.
Suivant une autre variante encore, des fils métalli- ques flexibles ou des conducteurs peuvent être soudés ou fixés autrement aux plaques et peuvent s'étendre à travers la pellicule élastique, et l'ensemble peut être soudé sous c.ette forme sans aucune botte environnante, particulièrement pour l'emploi dans les meubles de T.S.F. où la possibilité d'ex- position à des endommagements est assez légère. Les conduc- teurs flexibles peuvent être pourvus d'extrémités en bornes appropriées pour la liaison aux points désirés de l'appareil ou du circuit avec lequel la batterie doit être employée.
Si on le désire, dans la construction décrite immé- diatement au-dessus, l'ensemble peut être monté dans un récipient aves du bourrage approprié, de préférence de nature élastique, entre l'ensemble et le récipient, et les conducteurs flexibles peuvent s'étendre de la boite ou du récipient vers une pièce séparée ou une botte de bornes portant les bornes auxquelles les conducteurs flexibles sont reliés.
L'invention est applicable aux batteries sèches mais est particulièrement applicable aux batteries sèches du genre renfermant un ou plusieurs constituants zinc-carbone, savoir dans lesquelles l'électrode en carbone d'un élément est sous la forme d'une couche de matière à base de carbone appliquée sur une plaque de zinc qui, dans une batterie à plusieurs éléments, forme l'électrode de zinc d'un élément adjacent.