<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux accumulateurs électriques à élec- trolyte immobilisé.
La présente invention a pour objet des perfection- nements aux accumulateurs électriques du type compor- tant en électrolyte immobilisé à base d'une solution aqueuse ionisée et de substances produisant l'immobili- sation, lesdits perfectionnements tendant à l'élimina- tion d'un certain nombre d'inconvénients découlant de l'emploi d'électrolytes du type précité.
On a constaté, en effet, que la densité des élec- trolytes du genre en question, lorsqu'ils contiennent de l'acide sulfurique, arrive à diminuer, sous l'action de ce corps, ce qui constitue un inconvénient et que, de plus, il se produit un dégagement d'anhydride sulfureux or, comme on le sait, ce corps est un gaz gênant, corro- sif lorsqu'il s'hydrate et susceptible, par l'effet de ses nombreuses bulles, de bloquer le ou les éléments positifs de l'accumulateur ce qui, dans le cas le plus favorable, lui enlève de la capacité quand il ne s'en- suit pas la polarisation des électrodes. D'autre part, on sait que l'anhydride sulfureux est fortement toxique et destructeur.
<Desc/Clms Page number 2>
En plus de l'inconvénient susvisé, on constate l'évaporation de l'eau de la solution d'acide sulfuri- que, par action naturelle dans le temps et par l'effet de l'élévation de température lors des charges et dé- charges auxquelles sont soumises les életrodes entre lesquelles agit l'électrolyte, La conséquence en est que cette diminution résultant de l'évaporation de l'eau de l'électrolyte augmente la concentration de ce der- nier et arrive à en produire la dessication, ce qui enlève de la capacité aux électrodes.
En dehors de ces inconvénients, il s'en présente d'autres bien connus pour ce genre d'électrolyte.'
Les perfectionnements qui forment l'objet de la présente invention ont pour but de résoudre le problème posé par les incovénients ci-dessus rappelés; à cet effet, l'invention consiste à incoprore à la masse de l'électrolyte un ou plusieurs oxydants et à réaliser en outre un joint qui empêche le passage de la vapeur d'eau pouvant se dégager de la masse de l'électrolyte, tout en permettant le passage des gaz ayant une pression su- périeure à celle de ladite vapeur d'eau, ledit joint étant constitué par une substance liquide incapable de réagir sur les constituants de l'électrolyte et disposée dans le récipient qui cortient ledit électrolyte, de manière à compléter l'emprisonnement de celui-ci.
Il est évident, d'après ce qui vient d'être ex- posé, que la présente invention présente plusieurs ca- ractéristiques- L'objet principal et général est la réalisation d'un életrolyte réellement immobilisé ca- pable de rester en état de fonctionnement normal pen- dant toute la durée de charges et de décharges répétées de l'accumulateur.
Un autre objet important des perfectionnements constituant l'invention est le maintien de la densité de l'électrolyte à une valeur appropriée sensiblement @
<Desc/Clms Page number 3>
constante.
L'invention a encore pour objet :
D'éviter ou de réduire au minimum les émanations d'anhydride sulfureux pour supprimer l'effet desdites émanations sur les électrodes et pour éliminer les in- convénients inhérents à ses propriétés connues ;
D'augmenter la capacité de l'accumulateur en charge et en décharge ;
D'éviter l'élévation de température pendant la charge;
De produire l'oxydation nécessaire des électrodes en un temps de charge plus court que le temps habituel;
De donner à l'accumulateur la propriété de sup- porter des charges dépassant la normale, sans nuire aux électrodes; n'éviter l'évaporation de l'eau contenue dans la solution aqueuse ionisée et d'empêcher ainsi 1(augmentation nuisible de la concentration de ladite solution, ce qui constitue une caractéristique importante de l'invention:
Les autres objets et particularités de ladite invention apparaitront à la lecture de la description qui va en être donnée maintenant uniquement à titre d'exem- ple,sans aucun caractère limitatif de sa portée.
Pour permettre de mieux comprendre les perfectionne- ments apportés, il convient d'indiquer au préalable une des compositions de base préférées pour l'électrolyte, cons- tituée par une solution aqueuse ionisée, par un ou plusieurs silicates et par une ou plusieurs matières inertes poreuses.
Pour la solution aqueuse ionisée) on utilise de préférence l'acide sulfurique qui doit avoir une densité d'environ 33 Bé. Pour ce qui est des silicates, on utilise de préférence le silicate de sodium ou le silicate de potassium, mais on pourrait utiliser quelques autres silicates alcalino-terreux, comme le silicate de baryum, le silicate de calcium, etc. L'autre élément, constitué par une 'Il
<Desc/Clms Page number 4>
ou plusieurs matières inertes poreuses, est de préférence de l'amiante, de la pâte de cellulose ou un mélange de ces matières.
A titre d'exemple, on indique ci-après deux com- positions différentes pour ladite partie de base de l'é- lectrolyte.
Exemple 1 Solution aqueuse d'acide sulfurique à 33 Bé.. 10 parties en poids Silicate de sodium............................ 5 " Amiante en poudre............................. l " Exemple 2 Solution aqueuse d'acide sulfurique à 33 Bé.. 20 parties en Silicate de sodium............................ 10 " poids Amiante en poudre............................. 1 " Pâte de cellulose ............................. 1 "
Les perfectionnements constituant la présente in- vention portent sur deux éléments essentiels qui sont l'o- xydant que l'on incorpore directement à la masse de l'élec- trolyte et le joint liquide destiné à jouer le rôle de sou- pape automatique sélectrice pour permettre le passage de certains éléments et à empêcher celui d'autres éléments.
En ce qui concerne l'oxydant ci-dessus mentionné, il convient de signaler que l'on utilise de préférence le permanganate ou le bichromate de potassium. On peut utili- ser l'un quelconque de ces corps à raison de 5 gr. pour 1000 gr. d'électrolyte de base. Dans le cas de permanganate de potassium, par exemple, quand il s'agit de l'ajouter à une solution d'acide sulfurique, il convient de l'introduire tri dissous dans 50 cm3 d'eau/distillée, mais on pourrait utiliser de l'eau simple ou même un autre dissolvant appro- prié. L'addition de dissolvant peut, ou non, être compensée dans le total de la masse d'électrolyte.
A la concentration en volume nécessaire, l'oxydant précité sert à oxyder l'anhydride sulfureux et à régénérer la molécule d'acide sulfurique qui lui a donné naissance.
<Desc/Clms Page number 5>
On empêche ainsi la production, au sein de 1'électrolyte, des défauts connus occasionnés par l'acide sulfurique,
En conséquence, on évite la réduction de densité de l'électrolyte par diminution, en son sein, des molécules d'acide sulfurique et, par suite, lorsque cet électrolyte agit dans l'élément plomb, on empêche la perte de capacité de ce dernier, en même tempe que l'on assure la conservation de sa charge pendant un laps de temps plus long:
Grâce à l'application de l'oxydant, qui permet l'oxydation rapide des électrodes et qui empêche la produc- tion de températures élevées dépassant la normale, on peut supprimer ou, tout au moins, réduire au minimum le dégage- ment d'anhydride sulfureux gazeux extrêmement gênant et corrosif lorsqu'il s'hydrate et qui produit de nombreuses bulles susceptibles de réduire la capacité de l'élément po- sitif et même de le bloquer et pouvant même polariser les électrodes.
L'oxydant, le permanganate de potassium par exemple, n'est pas détruit grâce au fait que, dans 1'électrolyte, il est régénéré par l'oxygène se dégageant de la plaque posi- tive : il s'ensuit que l'électrolyte conserve les propriétés requises pour le but auquel il est destiné:
On explique mieux l'action de l'oxydant en considérant que le permanganate de potassium, par exemple, donne, dans une solution électrolytique à base d'acide sulfurique, en présence de l'acide sulfurique de ladite solution, des molé- cules d'acide permanganique extrêmement instables en mettant en liberté des atomes naissants d'oxygène qui oxydent l'an- hydride sulfureux (SO2) en donnant ainsi de l'anhydride sul- furique (SO3)¯ lequel, avec l'eau présente, forme de l'acide sulfurique (sa%*)1
Quant à l'élément qui complète l'action de l'oxydant, pour maintenir la stabilité de la masse électrolytique, il consiste, ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, en un joint liquide en relation directe ou indirecte avec la masse élec- trolytique et capable d'empêcher l'échappement de la vapeur
<Desc/Clms Page number 6>
d'eau,
tout en permettant le passage dans un sens quelconque des gaz qui sont à une pression plus grande ou de la masse électrolytique elle-même. A cet effet, on recourt à une substance liquide incapable de réagir sur les constituants de l'électrolyte et que l'on peut disposer de trois maniè- res principales différentes : la première consiste à former une pellicule déposée directement sur toute la surface libre de la masse électrolytique. Dans cecas, on doit utiliser une substance qui, à la fois, soit incapable de réagir sur les composants de la masse précitée, comme on l'a déjà indi- qué, et ait une densité inférieure à celle deladite masse de telle manière que, même si elle vient à perdre momentané- ment sa répartition normale, elle puisse revenir toujours à la position dans laquelle elle recouvre sa surf ace.
La vase- line, de même que la glycérine liquides et pures constituent deux éléments excellents pour le but indiqué:
A titre d'illustration, et sans aucun caractère limitatif,on indiquera comme proportion convenable de va- seline liquide pour former la pellicule précitée, la quanti- té de 100 cm3 pour 1000 cm2 de surface à couvrir.
On comprend, car cela va de soi, que pour pouvoir utiliser le joint liquide sous une forme quelconque, il faut que la masse électrolytique soit contenue dans un récipient, bac ou réservoir approprié.
Si l'on adopte la seconde manière principale d'amé- nagement du joint liquide, la masse électrolytique doit être contenue dans le récipient susvisé, sans le remplir complé- tement car, dans ce cas, la substance liquide utilisée est contenue dans une masse poreuse de faible épaisseur (laine de verre, par exemple) qui, tout en étant capable de retenir normalement le liquide en formant une masse continue, permettE cependant audit liquide de se séparer en divers points afin que, lorsqu'il est soumis à une pression supérieure à celle de la vapeur d'eau qui ne doit pas passer, il puisse se lais- ser traverser facilement, puis reprendre sa position d'obtu- ration dès que la pression qui altérait son état normal
<Desc/Clms Page number 7>
cesse d'agir.
La troisième manière principale de disposer le. joint liquie est le résultat de la combinaison des deux autres. En conséquence, on applique directement sur la surface libre de l'électrolyte une pellicule du liquide approprié et on dispose sur la dite pellicule la masse poreuse de faible épaisseur suffisamment imprégnée du li- quide" de joint.
En empêchant l'échappement, à l'extérieur, de la vapeur d'eau qui se dégage normalement de la masse électrolytique tant par effet naturel que par suite de l'élévation momentanée de la température pendant la charge et la décharge, le joint liquide ci-dessus décrit empêche l'augmentation de la concentration de l'électrolyte se tra- duisant par une dessication de la masse précitée, ce qui produirait une diminution correspondante de capacité des é- lectrodes.
Pour préparer la masse complète d'électrolyte, quand le joint liquide est constitué par une pellicule disposée directement sur la suface libre de ladite masse, on opère de la manière suivante : on forme d'abord la masse de base, si celle-ci est telle qu'on l'a indiqué précédemment, on mélange lentement à la température ambiante ou en refroidis- sant légèrement la solution d'acide sulfurique et d'eau avec le ou les silicates dont on empêche ainsi la préci- pitation. On ajoute ensuite l'oxydant convenablement dilué, en mélangeant aussi avec soin, après quoi on refroidit le mélange et on ajoute la matière inerte que l'on doit mélan- ger intimement aussi avec les composants restants.
On place alors la masse ainsi préparée dans le bac de l'accumulateur dans lequel sont disposées les électrodes et on dépose fina- lement sur la surface supérieure,restant normalement libre, de l'électrolyte la quantité xx voulue du liquide qui, en s'étalant sur toute ladite surface, flotte de lanière per- manente en formant une mince pellicule, étant donné que, ainsi qu'il a été dit, il doit avoir une densité inférieure/%
<Desc/Clms Page number 8>
à celle dudit électrolyte.
Quand on dispose le joint liquide sur la masse de l'électrolyte, en incorporant le liquide nécessaire dans une matière poreuse, le mode opératoire ci-dessus décrit n'est modifié que par la suppression de l'opération con- sistant à déposer le liquide précité sur ladite masse) cette opération étant remplacée par la mise en place de la matière poreuse, celle-ci pouvant, ou non, être im- prégnée au préalable du liquide.
Enfin, lorsqu'on réalise le joint combiné, en utili- sant la pellicule liquide et la masse de matière poreuse ou autre matière analogue, on dépose sur la surface libre de la masse de base de l'électrolyte, après que ladite masse a été préparée et placée dans le récipient, ou bac, de l'accumulateur, tout d'abord la pellicule liquide et, aussitôt après, le complément formé par la masse poreuse destinée à retenir une quantité convenable du même liqui- de, masse qui, ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, peut, ou non, être préalablement imprégnée, avant sa mise en place.
Il va de soi que dans la mise en oeuvre de la pré- sente invention on pourrait modifier de diverses manières les détails de réalisation sans que l'économie de l'in- vention s'en trouve altérée.