BE863448Q - Construction d'accumulateur perfectionnee - Google Patents

Description

  Construction d'accumulateur perfectionnée

  
Cette invention concerne un accumulateur à plusieurs cellules, tel qu'un accumulateur au plomb.

  
L'un des principaux inconvénients des constructions courantes d'accumulateurs au plomb est leur poids élevé et le prix de revient des plaques formées d'une grille en alliage de plomb empâtée d'un matériau actif. De même, en raison de la faible résistance mécanique des alliages de plomb utilisés dans les grilles, on en consomme une quantité substantielle,

  
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La formation d'une connexion efficace entre les plaques à:.l'intérieur de chaque cellule et entre les assemblages de plaques de cellules contiguës est difficile à réaliser avec les procédés de fabrication de masses. La tendance courante est d'établir les connexions entre cellules contiguës à travers une .ouverture de la paroi, mais la réalisation d'un joint efficace entre les organes de connexion et la paroi des cellules soulève des problèmes.

  
Un but de la présente invention est de proposer une construction d'accumulateur qui élimine, ou tout au moins réduit, beaucoup des problèmes de production et des inconvénients dans la construction des accumulateurs à plusieurs cellules, connus actuellement.

  
Compte tenu de ce qui précède, il est proposé un accumulateur à plusieurs cellules, comprenant un certain nom-

  
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dre formant plusieurs surfaces de support de matériau actif, disposées l'une à côté de l'autre, en travers de la largeur du cadre; les cadres sont disposés l'un à côté de l'autre, suivant une direction normale à leur largeur et les parties de chaque cadre formant les divisions entre les surfaces de support adjacentes sont scellées aux parties correspondantes des cadres adjacents, afin de former des cloisons entre des cellules adjacentes de l'accumulateur.

  
Plus particulièrement, il est proposé un accumulateur à plusieurs cellules, comprenant un certain nombre de cadres formés d'un matériau spécifié ici, chaque cadre formant un certain nombre de surfaces recevant le matériau actif, disposées l'une à côté de l'autre, en travers de la largeur du cadre; les cadres sont disposés l'un à côté de l'autre suivant une direction normale à leur largeur et les parties de chaque cadre formant les divisions entre des surfaces réceptrices adjacentes sont scellées aux parties correspondantes des cadres adjacents pour former des cloisons entre des

  
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les de.' support du matériau actif sont prévues dans chaque surface de chaque cadre, de sorte que chaque surface constitue une plaque de l'accumulateur; le matériau actif des surfaces respectives est choisie de manière que les surfaces adjacentes dans chaque cadre forment des plaques de polarités opposées et que les surfaces adjacentes dans des cadres conti-

  
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Les cadres de l'accumulateur sont formés d'un matériau moulable, isolant électrique à la tension de service prévue pour l'accumulateur et inerte par rapport aux matériaux actifs dec celui-ci et à tout matériau produit pendant son fonctionnement. Dans toute cette spécification et dans les revendications annexées, un matériau tel que défini ci-dessus est désigné comme étant "un matériau tel que spécifié ici". On peut citer,.comme matériaux thermoplastiques appropriés

  
à la construction des cadres, le polystyrène choc, l'acrylonitrile-butadiène-styrène et le polypropylène.

  
Chaque cadre est avantageusement de forme rectangulaire, avec un élément périphérique continu et un certain

  
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forme deux parois opposées, un sommet et un fond de l'accu-  mulateur et que les éléments de division forment les cloi-  sons des cellules de celui-ci.

  
Il est ainsi formé, dans le cadre, plusieurs espaces disposées en colonnes pour recevoir le matériau actif. Chaque, espace en forme de colonne peut être subdivisé en surfaces plus petites, par un certain nombre d'éléments transversaux d'épaisseur inférieure aux éléments de division pour  constituer un support supplémentaire du matériau actif.

  
De préférence, l'épaisseur des cadres varie de telle façon qu'une surface réceptrice de matériau actif sur deux soit plus mince. Les surfaces plus minces sont empâtées d'un matériau propre à former une plaque négative, tandis

  
que les surfaces plus épaisses sont garnies d'un matériau propre à former une plaque positive. Cette variation d'épaisseur permet aux cadres de s'emboîter quand on les assemble côté à côte.

  
Des éléments électroconducteurs peuvent être enrobés dans les parties du cadre pendant la formation de cdui-ci  et s'étendre dans la surface qui reçoit le matériau actif  pour former des collecteurs électriques, un support pour le  matériau actif et, si on le désire, les connexions électriques entre les surfaces de matériaux actifs, négatif et positif. 

  
Quand les cadres sont empâtés de matériau actif et  assemblés côté à côté, on insère un séparateur en matériau 

  
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cents. 

  
Un accumulateur formé par un assemblage de cadres tels que ceux décrits ci-dessus comprend un certain nombre de cellules, déterminé par le nombre de surfaces réceptrices de matériau actif dans chaque cadre. Les surfaces adjacentes  réceptrices de matériau actif dans chacun de. deux cadres ad-  jacents, de polarités opposées, constituent une cellule de base  ayant une tension nominale de 2 volts dans le cas d'une cel-  lule au plomb. La tension et la capacité de l'accumulateur sont  donc déterminées par le nombre de surfaces réceptrices de maté-  riau actif dans chaque cadre et par le nombre de cadres de l'assemblage, respectivement.

  
Quoiqu'il soit possible de connecter électriquement  les cellules de base selon la disposition désirée, cette construction d'accumulateur convient très bien pour la connexion

  
en série des cellules de base formées par deux cadres contigus et la connexion en parallèle des bornes de chaque paire de cadres contigus. Quand on utilise ce mode de connexion des cellules, on peut placer dans le cadre, pendant son moulage, des organes connecteurs appropriés, pour interconnecter électriquement les cellules dans l'assemblage de cadres terminé. Si les cellules de base formées par deux cadres contigus doivent être connectées en série, un organe connecteur intercellulaire est prévu dans une division du cadre sur deux, les organes connecteurs intercellulaires dans chaque cadre étant décalés par rapport aux organes connecteurs du cadre adjacent.

  
On peut aussi disposer dans les cotés des cadres, pendant le moulage, des organes servant de bornes dont la situation et le nombre sont déterminés par le mode de conne.,.ion des cellules, soit en série, soit en parallèle, et par le nom bre de.: cellules formées par chaque paire de cadres. Les bornes des cadres individuels sont connectées par soudage à

  
un connecteur en forme de barrette, ou par tout autre moyen approprié, et les bornes principales de l'accumulateur sont connectées de façon appropriée à ces barrettes.

  
Comme indiqué précédemment! , les périphéries des cadres peuvent être scellées l'une à l'autre, en prévoyant, par exemple, des-éléments d'emboîtement sur des cadres adjacents,de telle sorte que l'assemblage des cadres forme les parois supérieure et inférieure et les deux parois opposées du bac de l'accumulateur. Ce bac est ensuite achevé par le soudage de plaques de couverture à la face exposée des deux cadres d'extrémité de l'ensemble. Des couvercles appropriés sont aussi prévus si les cadres possèdent des bornes ressortant des côtés des cadres et couplées par un connecteur en forme de barrette.

  
Les avantages offerts par l'accumulateur construit conformément à la présente invention sont les suivants :

  
1. réduction du poids et de la dimension de l'accumulateur par élimination des grilles encombrantes en alliage de plomb;

  
2. élimination de la formation des connexions intercellulaires pendant l'assemblage et suppression des problèmes d'étançhéité qui en résultent;

  
3. possibilité d'éliminer un bac d'accumulateur séparé;

  
4. support additionnel du matériau actif pour supprimer son émiettement;

  
5. capacité accrue par unité de poids de l'accumulateur.

  
On comprendra plus facilement l'invention à la lecture de la description suivante d'une réalisation pratique de celle-ci, faite en se reportant aux dessins annexés, où :

  
la'figure 1 est une vue générale, en perspective, partiellement en coupe, d'un accumulateur auquel s'applique

  
la présente invention; la figure 2 est une vue de profil, en élévation, d'un ensemble de grilles convenant pour être employé dans l'accumulateur&#65533;: de la figure 1; la figure 3 est une coupe transversale à plus grande échelle, suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 4 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne 3-3 de la figure 2; la figure 5 est une vue en plan d'un ensemble de grilles illustré dans la figure 2; la figure 6 est une vue en coupe partielle d'une autre forme de construction de la grille.

  
En se reportant maintenant aux dessins, on voit que l'accumulateur 10 est constitué par un bac 11 entourant un ensemble de cadres 12 disposés et assemblés de manière à former un certain nombre de cellules 14 séparées l'une de l'autre :
par une cloison 13 composée d'éléments verticaux s'aboutant des cadres.. 12 respectifs.

  
En se reportant maintenant à la figure 2, on voit que chaque cadre 12 est constitué d'un élément périphérique 15 comprenant des éléments supérieur et inférieur 16 et 17 et

  
des éléments latéraux opposés 18 et 19. Entre les éléments supérieur et inférieur 16 et 17, s'étendent des éléments de division 20 qui sont parallèles aux éléments latéraux 18 et 19.

  
Le cadre et les éléments de division verticaux forment ensemble trois surfaces 22, 23 et 24 semblables à des colonnes, qui, 'dans l'accumulateur terminé, seront empâtées d'un matériau actif approprié.

  
Les éléments supérieur et inférieur aisni que les éléments latéraux et de division sont munis, sur une face, d'une languette continue 27 perpendiculaire au plan général

  
du cadre et, sur la face opposée, d'une rainure continue 28, de sorte que quand un certain nombre de cadres sont assemblés l'un à côté de l'autre, comme dans les figures 3 et 4, la languette d'un cadre s'introduit dans la rainure du cadre adjacent. La languette et la rainure emboîtées sont collées ou attachées l'une à l'autre d'autre façon avec ou sans emploi

  
de composé de scellement supplémentaire, de manière que la connexion entre les éléments supérieur et inférieur, les éléments latéraux et les éléments de division des cadres adjacents respectifs ne permettent pas la fuite de l'électrolyte entre les cellules de l'accumulateur terminé. Comme l'assemblage d'un certain nombre de cadres de cette construction donne une structure en forme de boite à extrémités ouvertes, avec des cloisons intérieures, les côtés, le haut et le bas de la boite sont formés par les éléments supérieurs, latéraux et inférieurs emboîtés et les parties sont formées par les éléments de division aussi emboîtés.

  
Les cadres comprennent aussi un certain nombre d'éléments de support 30, espacés verticalement, s'étendant entre les éléments latéraux opposés 18 et 19 et faits d'une pièce avec les éléments de division 20. Le cadre illustré dans la figure.2 comprend trois éléments de support dont l'épaisseur est inférieure à celle des éléments latéraux et de division, de sorte que quand un certain nombre de cadres sont assemblés côte à côte, les éléments de support des cadres adjacents sont espacés l'un de l'autre. Les éléments de support 20 divisent la surface comprise entre les éléments de division respectifs, de sorte que le matériau actif de l'accumulateur apporté ultérieurement entre les éléments de division, est mieux supporté et ne sera pas délogé au cours du service.

  
Dans la forme de construction préférée, des structures 26, en forme de grilles, sont prévues pour couvrir une partie ou la totalité de la surface comprise entre les éléments de division respectifs, afin de mieux supporter encore le matériau actif de l'accumulateur. Les grilles peuvent être faite du même matériau que le reste du cadre et moulées comme parties intégrantes de celui-ci; de préférence, elles sont faites d'un matériau électro-conducteur, tel qu'un al-

  
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matériaux de l'accumulateur, et sont enrobées dans les élémer du cadre pendant le moulage de celui-ci.

  
Dans la forme d'exécution de la figure 2, la grille
26 s'étend à travers l'élément latéral 18 du cadre et est enrobé dans l'élément de division adjacent 20, mais ne s'étend pas à travers celui-ci. La partie de la grille 26 extérieure au cadre constitue une borne pour connecter électriquement les cellules formées par un ensemble de cadres. La grille 26 forme donc un connecteur intercellulaire entre les plaques

  
23 et 24. Les grilles 26 et 26a offrent ainsi un support au matériau actif de l'accumulateur, agissent comme collecteurs de courant pour les plaques respectives et forment des connec. teurs et/ou bornes intercellulaires, comme exigé en ce qui concerne les cellules formées par l'ensemble des cadres... 

  
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au-dessus de l'élément de support supérieur 30 de chauque cadre n'est pas empâtée, de sorte que quand les cadres sont assemblés, des réservoirs à électrolyte sont formés, comme indiqué dans la figure 1. Pendant l'assemblage également, des séparateurs 32, en forme de barrettes, sont insérés entre les plaques de matériau actif dans les cadres adjacents. Les séparateurs* remplissent leur fonction normale dans un accumu-

  
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Pour aider le gaz dégagé quand l'accumulateur est en service à s'échapper d'entre les plaques, des bandes de ventilation 33 faites d'un matériau poreux s'étendent verticalement à travers la masse de matériau actif formant chaque  plaque. Cette bande de ventilation peut s'ajouter au cadre

  
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dans le moule pendant le moulage du cadre, de manière à se souder aux éléments de support 30.

  
Pour former un accumulateur tel que celui illustré dans la figure 1, un certain nombre de cadre de la-, construction représentée dans la figure 2 sont empâtés individuellement d'un matériau actif courant, de manière que les surfaces adjacentes soient de polarités opposées. Chaque cadre constitue donc un groupe de plaques disposées côte à côte, ayant alternativement une polarité positive ou négative. Un certain nombre de: ces cadres sont ensuite assemblés côté à côté, avec chaque plaque de chaque cadre adjacente à une plaque de polarité opposée dans le cadre contigu. Quand on assemble lés cadres, les.',,.languettes et les rainures des cadres adjacents s'emboîtent et se soudent l'une à l'autre. Les groupes de  <EMI ID=15.1> 

  
sont connectés en série par les grilles, comme en 26a, et portent des plaquettes de connexion 37, positives et négatives aux extrémités respectives, comme dans la figure 5. Les.., plaquettes de connexion 37, aux extrémités opposées de l'ensemble  de cadre, sont ensuite connectées aux connecteurs respectifs

  
35, en forme de barrettes, qui portent les bornes principales, comme en 36. 

  
Quoique l'ensemble de cadres forme une paroi supé- ' rieure, une paroi inférieure et deux parois latérales opposées;  les deux côtés restants comprennent du matériau actif exposé

  
et les deux plaques latérales 38 sont fixées à ces deux côtés  pour compléter le bac de l'accumulateur. Dans certains cas,

  
il est aussi désirable de prévoir des plaques-couvercles 39 pour les plaquettes de connexion et les connecteurs en forme

  
de barrettes; ces plaques peuvent s'attacher aux plaques latérales 38. Le couvercle 40 est aussi percé d'ouvertures 41 qui s'alignent avec. des ouvertures 42 de la face supérieure de l'en-:
semble de;: cadres, pour permettre l'introduction d'électrolyte,  dans chaque cellule de l'accumulateur.

  
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,4 de couverture et/ou, le couvercle supérieur. 

  
En. se reportant maintenant à la figure 6, on voit

  
que celle-ci représente une coupe horizontale dans un ensemble  de cadres d'un accumulateur de la même construction de principe que celui décrit précédemment, mais dans lequel les cadres 

  
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Claims (1)

1. <EMI ID=20.1>

   s'emboîtent lors de l'assemblage. En outre, cette forme de l'élément a pour conséquence que le cadre présente des surfa-

   ces recevant le matériau actif, alternativement épaisses et

   minces. Comme la quantité de matériau actif positif néces- saire dans un accumulateur normal est supérieure à la quanti-

   té de matériau actif négatif, la surface épaisse du cadre est empâtée de matériau positif et la surface mince est empâtée de matériau négatif.

   La disposition des collecteurs de courant, des con- necteurs intercellulaires, des plaquettes de bornes et des séparateurs : en forme de bandes est la même que celle décrite précédemment en se reportant aux figures 2 à 4. Les cadres.

   sont aussi munis de languettes et de rainures qui s'emboîtent

   à l'assemblage des cadres, pour positionner et maintenir ceux-

   ci et assurer un joint étanche entre lescellules de l'accumu- lateur terminé.

   REVENDICATIONS

   1- Accumulateur à plusieurs cellules, caractérisé

   en ce qu'il comprend un certain nombre de cadres formés d'un matériau tel que spécifié ici et dont chacun comprend plusieurs surfaces de support du matériau actif, disposées côte à côte en travers de la largeur du cadre, ces cadres étant disposés cote

   à côte suivant une direction normale à leur largeur, les par-

   ties de-chaque cadre formant les divisions entre des surfaces

   de support adjacentes étant scellées aux parties correspondantes

   des cadres adjacents, pour former des cloisons entre des cellules adjacentes de l'accumulateur. 2. Accumulateur à plusieurs cellules, caractérisé

   en ce qu'il comprend un certain nombre de cadres formés d'un matériau tel que spécifié ici et dont chacun comprend un certain nombre de surfaces recevant le matériau actif, disposées côté à côté entravers de la largeur du cadre, ces cadres étant disposés côté à côte suivant une direction normale à leur largeur, les parties de chaque cadre formant les divisions entre des surfaces réceptrices adjacentes étant scellées aux parties correspondantes des cadres adjacents, pour former des cloisons entre des cellules adjacentes de l'accumulateur, et des masses individuelles de support du matériau actif dans chaque surface de chaque cadre, de manière que chaque surface forme une plaque de..

   l'accumulateur, le matériau actif dans les surfaces respectives étant choisi de façon telle que des surfaces adjacentes dans chaque cadre forment des plaques de polarités opposées et que des surfaces adjacentes dans des cadres contigus forment des plaques de polarités opposées.

   i

   3. Accumulateur suivant la revendication 2, caracté- risé en ce qu'une borne s'étend du matériau actif d'une plaque, à un coté de chaque cadre, à travers ce côté du cadre, et en

   ce qu'un connecteur s'étend à travers une partie de division

   du cadre sur deux, compté depuis ce côté, pour connecter électriquement les plaques de polarités opposées séparées par cette parties de division.

   4. Accumulateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque cadre est de forme rectangulaire et a un élément périphérique continu et un nombre de parties de division parallèles aux deux côtés opposés du cadre, pour former les surfaces réceptrices, l'élément périphérique et les parties de division de cadres adjacents s'emboîtant, de telle sorte que l'élément périphérique forme deux parois en opposition, un sommet et un fond de l'accumulateur et que les parties de division forment les cloisons des cellules de celui-ci.

   5. Accumulateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les cadres sont prévus pour s'emboîter l'un avec l'autre, quand ils sont assemblés côte à côte.

   6. Accumulateur suivant les revendications 2 à 4, caractérisé en ce que chaque élément de division de chaque cadre porte une languette en saillie d'un côté et présente une rai- nure du côté opposé, cette languette et cette rainure s'étendant sur toute la longueur de l'élément de division et étant disposées de manière telle que quand les cadres sont assemblés côte

   à côte, les languettes d'un cadre s'engagent dans les rainures du cadre contigu.

   7. Accumulateur à plusieurs cellules suivant les revendications 2 et 6, caractérisé en ce que chaque paire dé cadres adjacents forme un nombre d'accumulateurs à une cellule égal au nombre d'éléments de division dans un cadre plus un, et en ce que : ces cellules individuelles sont connectées électriquement en série par des organes connecteurs s'étendant à travers des éléments de division choisis.

   8. Accumulateur à plusieurs cellules suivant la revendication 7, caractérisé en ce que des bornes sont prévues sur des cadres choisis de manière que les ensembles de cellules connectées en série, formées par chaque paire de cadres, puissent être connectés électriquement aux bornes de l'accumulateur.

   9. Accumulateur à plusieurs cellules, caractérisé

   en ce qu'il comprend un certain nombre de cadres en un matériau <EMI ID=21.1>

   tel que spécifié ici, chaque cadre comprenant un élément périphérique continu de forme rectangulaire et un certain nombre d'éléments de division parallèles à deux côtés opposés du cadre, cet élément périphérique et ces éléments de division formant un certain nombre de surfaces de support de matériau actif disposées côte à côte en travers de la largeur du cadre, les cadres

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   leur largeur, l'élément périphérique et les éléments de division de chaque cadre s'emboîtant avec la partie correspondante du cadre adjacent et étant scellés avec celle-ci pour former deux parois latérales opposées, un sommet, un fond et plusieurs cloisons de cellules de l'accumulateur, l'un des côtés de chaque cadre comprenant des bornes métalliques enrobées dans celui-ci et s'avançant vers l'extérieur du cadre et dans la surface réceptrice.:

   adjacente à ce côté du cadre, des connecteurs intercellulaires métalliques enrobés dans un élément de division sur deux et s'étendant dans les surfaces réceptrices sur les côtés opposés de cet élément de division, et des masses individuelles de support du matériau actif de l'accumulateur, dans chaque surface réceptrice de chaque cadre, de manière que chaque surface forme une,.. plaque de l'accumulateur, le matériau actif de celuici dans les.., surfaces respectives étant choisi de manière que des surfaces adjacentes dans chaque cadre forment des plaques de polarités opposées et que des surfaces adjacentes dans des cadres contigus forment des plaques de polarités opposées, de sorte qu'ainsi chaque paire de cadres forme plusieurs cellules individuelles connectées électriquement en série.