BE880938A - Batterie d'accumulateurs electriques aux sels de plomb. - Google Patents

Description

  Batterie d'accumulateurs électriques aux sels de plomb

  
La présente invention est relative à une batterie d'accumulateurs électriques aux sels de plomb, qui comprend des électrodes dites Il dU premier ordre", c'est-à-dire une batterie où les matières actives sont déposées sous la forme d'enduits sur les électrodes pendant la charge et se dissolvent à nouveau dans l'électrolyte pendant la décharge. De telles batteries sont connues en soi.

  
On connaît également une très large gamme de  <EMI ID=1.1> 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
de plomb. Plusieurs ce ces batteries offrent des propriétés satisfaisantes pour divers usages . Cependant, l'invention vise particulièrement les problèmes concernant les batteries aux sels de plomb, batteries qui possèdent l'avantage potentiel de constituer un moyen relativement peu dispendieux pour l'accumulation rêver-

  
 <EMI ID=3.1> 

  
générales.

  
Des batteries d'accumulateurs électriques du type considéré sont connues par les demandes de brevets publiées en République Fédérale d'Allemagne sous les numéros 2.451.017 et 2.532.512. Ces batteries contiennent, attire d'électrolyte des solutions aqueuses de sels de plomb de l'acide perchlorique, de l'acide têtrafluoroborique, de l'acide hexafluorosilicique et/ou de l'acide amidosulfonique. Du bioxyde de plomb et du plomb métallique se déposent pendant la charge, sous la forme d'enduits, à partir de l'électrolyte, sur l'anode et la cathode, respectivement, à partir desquelles ils se

  
 <EMI ID=4.1> 

  
entend, dans l'ensemble de la présente description, l'électrode qui constitue le pale positif pendant la décharge. Dans les batteries connues considérées. l'anode consiste en une résine artificielle poreuse chargée de graphite, qui présente une porosité de
20-70% et qui contient 50-80 % en poids de graphite.

  
La présente invention a pour objectif d'éta-   <EMI ID=5.1> 

  
qui comprend des électrons Il du premier ordre" et un 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
transitoire, à 1 ' intérieur de la cellule ou pile ou de

  
 <EMI ID=8.1> 

  
nément une compacité de la structure, une stabilité mécanique, électrique et chimique élevée et une capacité <EMI ID=9.1> 

  
poids.. ; 

  
Suivant l'invention, une batterie aux sels

  
 <EMI ID=10.1> 

  
naison des particularités suivantes :
a) le corps d'anode actif consiste en une matière textile graphitisé à une température d'au moins
25pp&#65533;C,  b) le corps d'anode actif est solidaire d'un élément d'obturation de la pile, imperméable à l'électrolyte et conducteur d'électricité, élément constitué en résine artificielle moulée, à laquelle on a incor- <EMI ID=11.1> 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
 <EMI ID=14.1> 

  
et l'élément d'obturation de la pile est établie soit  par collage à l'aide d'un adhésif constitué par une résine artificielle, à laquelle sont mélangées des

  
 <EMI ID=15.1> 

  
 <EMI ID=16.1> 

  
tion de fibres à la surface du corps d'anode actif,  <EMI ID=17.1>  de la pile, en ramollissant temporairement la surface

  
 <EMI ID=18.1> 

  
ploi d'ur. solvant volatil, d) l'électrolyte consiste en silicofluorure <EMI ID=19.1> 

  
d'éléments de construction et d'électrolytes mentionnée plus haut, on empêche complètement le développement de gaz dans la pile et l'on obtient une stabilité chimique élevée. Un facteur important, qui contribue à atteindre ce résultat, réside dans le fait que la seule matière

  
 <EMI ID=20.1> 

  
accès sur le côté anode de la cellule est le graphite,

  
 <EMI ID=21.1>  <EMI ID=22.1> 

  
Une matière textile graphitisée se distingue

  
 <EMI ID=23.1> 

  
environ, par exemple, tandis que la structure textile assure une porosité de surface particulièrement élevée

  
 <EMI ID=24.1> 

  
 <EMI ID=25.1> 

  
 <EMI ID=26.1> 

  
de résine artifice qui est celle de l'anode

  
 <EMI ID=27.1> 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
grande porosité, une matière textile graphitisée possède une rigidité mécanique satisfaisante. Des matières textiles graphitisées existent dans le commerce, elles servent, par exemple, au renforcement des résines artificielles. Un exemple d'une matière textile graphitisée est constitué par le produit vendu sous la Marque de Fabrique SIGRATEX par la forme Sigri Electrographit GmbH.

  
Ce produit est disponible en différents types, indiqués par l'adjonction de chiffres qui désignent la structure tissée et la température de graphitisation, laquelle

  
 <EMI ID=29.1> 

  
plus haut, on doit employer, aux fins de la présente invention, une matière graphitisée à une température d'au moins 2500[deg.]C. Une Matière vendue sous la dénomination

  
 <EMI ID=30.1> 

  
de batteries suivant l'invention avec de bons résultats.  Cette matière a été constituée en graphitisant une matière textile consistant en polyacrylonitrile. Il est possible de créer d'autres matières textiles gra-  phitisées, qui conviennent particulièrement en tant que matières d'anode, à condition que la température

  
 <EMI ID=31.1> 

  
phitisation. La porosité de la matière textile graphi-

  
 <EMI ID=32.1> 

  
total de .1'électrode: Au besoin, le corps d'anode peut être constitué par plus d'une couche de matière textile

  
 <EMI ID=33.1>  dans une Batterie suivant l'invention. Lorsqu'on emploie  deux ou plusieurs Couches de matière textile graphitisée,  celles-ci peuvent être réunies convenablement les unes  aux autres par piquage, de préférence à l'aide d'un fil  de graphite. On obtient de cette façon une liaison élec-  trique très intime entre les diverses couches de matière

  
 <EMI ID=34.1> 

  
piquer entre elles plusieurs couches de matière textile  préalablement à la graphitisation. de façon que le fil servant au piquage soit graphitisé ensemble avec ces couches, ou bien en appliquant des méthodes de tissage spéciales, on peut ... ^produire une matière qui consiste  en un certain nombre de couches entrelacées, qui sont ensuite graphitisée comme un tout. On peut aussi utiliser un tissu velouté.

  
Lorsqu'on emploie un certain nombre de couches

  
de matière textile graphitisée, une autre méthode possible permettant de réunir ces couches entre elles consiste à

  
 <EMI ID=35.1> 

  
colle ou,. d'un adhésif conducteurs d'électricité et qui doivent dans ce cas satisfaire aux mêmes conditions que

  
 <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
de la pile. Ceci constitue méthode simple, mais qui entraîne une certaine réduction de la capacité et  certain accroissement de la résistance de contact, entre les différentes couches. 

  
 <EMI ID=38.1> 

  
pour le moulage des éléments d'obturation des piles sont   <EMI ID=39.1> 

  
auxquels on mélange des fibres de graphite préalablement: 

  
 <EMI ID=40.1> 

  
développement de gaz dans les conditions existant, dans la pile, ce qui peut être aisément déterminé par des essais . Les fibres de graphite sont désignées ci-dessus 

  
 <EMI ID=41.1> 

  
de tels fibres de graphite consiste à broyer une matière  textile graphitisée, comme celle utilisée pour le corps  d'anode. Il est cependant avantageux que les particules 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
oblongues, car ceci contribue à améliorer la conducti-,  bilité de l'élément d'obturation de la pile. La teneur

  
en graphite peut s'élever à 30 % environ.-par exemple. 

  
Il n'est pas essentiel, aux fins de la présente invention, que l'élément dénommé plus haut 'élément d'obturation de la pile'' possède lui-même une rigidité mécanique suffisante en tant qu'élément de construction.

  
Sa fonction consiste à obturer la pile du point de vue chimique sur le côté anode, fonction qu'il pourrait

  
remplir infime s'il était constitué par un film ou enduit

  
 <EMI ID=43.1> 

  
d'une rigidité .mécanique; plus élevée. 

  
Des exemples des colles ou adhésifs, constituée, par des résines artificielles , qui conviennent -.Pour,. unir

  
 <EMI ID=44.1>  

  
terminée au moyen de bagues d'espacement d'une hauteur  de 2 mm, réparties sur la section du tube 20. 

  
 <EMI ID=45.1> 

  
 <EMI ID=46.1> 

  
obturés au moyen de bouchons en caoutchouc silicone.  L'électrolyte est une solution aqueuse, qui est 1,8 mo- 

  
 <EMI ID=47.1>  plomb. De plus, il y a un léger excès de 0,15 mole, 

  
des acides correspondants. 

  
Les résultats suivants ont été obtenus lors  des essais : 

  
Lorsqu'elle est chargée sous 4,5 A, la bat-  terie absorbe 6,2 Ah. Lorsqu'elle est déchargée sous 

  
 <EMI ID=48.1> 

  
que la tension aux pôles tombe de 12,6 V à 9,8 V. La tension moyenne au cours de la décharge est de 11,8 V et la quantité d'énergie spécifique est de 50 Wh/kg. Exemple 4 : Batterie de 60 piles (Figures 3, 4 et 5)

  
On établit cinquante-neuf capsules 41 iden-  tiques, en moulant, avec application de la chaleur et de la pression, un mélange de 11 parties en poids de polystyrène et de 10 parties en poids de fibres de graphites broyées. Les capsules ont une épaisseur de

  
 <EMI ID=49.1> 

  
de coté de 550 mm et sont pourvues d'une portion en  saillie formant rebord. Une capsule supérieure 42 est établie à partir du même mélange polystyrène/fibres de graphite; elle possède une épaisseur de 1,5 mm. En outre, - <EMI ID=50.1> 

  
moulage par injection, sous la forme d'une plaque carrée dont la face supérieure est munie de nervures de renforcement 53 et d'un rebord Montant 54. Un bouchon circulaire 52 en acier est inséré à pression, par sertissage, dans un orifice du couvercle supérieur 43. La

  
face supérieure du bouchon 52 est étamée. Ce bouchon sert à la connexion, au moyen d'un électro-aimant,d'un con- <EMI ID=51.1> 
43 en aluminium est étamé sur sa face inférieure. Un filet 44, en fil d'acier étamé, est fixé à ce couvercle par une multitude de points de soudure. Le couvercle supérieur en aluminium est inséré à pression dans la

  
 <EMI ID=52.1> 

  
Une capsule inférieure 45, qui présente une épaisseur de 1,5 mm, est constituée à partir du même mélange polystyrène/fibres de graphite. Un couvercle

  
par une plaque

  
inférieur 46, constitué/d'acier, qui est muni d'un rebord 55 et d'un flasque 56, est ajusté dans la cap-  sule inférieure. Le flasque 56 s'étend au-delà du gabarit de la capsule inférieure et est muni de trous
47 pour la fixation de la batterie d'une manière as-

  
 <EMI ID=53.1> 

  
est étamêe sur sa face supérieure. Un filet en fil

  
 <EMI ID=54.1> 

  
multitude de points de soudure. Le couvercle inférieur
46 est inséré à pression dans la capsule inférieure 45, avec application de la chaleur. Un corps d'anode 48
- qui possède une épaisseur de 3,6 mm, est constitué <EMI ID=55.1>   <EMI ID=56.1> 

  
chacune des cinquante-neuf capsules 51 au moyen de vapeur de chloroforme. Les capsules sont intro-

  
 <EMI ID=57.1> 

  
Immédiatement en-dessous de chaque corps d'anode 48 est disposée une feuille de papier au polypropylène

  
 <EMI ID=58.1> 

  
de 3,3 mm de la capsule 45, 41..... 41 immédiatement inférieure, distance maintenue au moyen de petits  anneaux d'espacement (non représentés) répartis

  
sur toute la section transversale et présentant

  
une hauteur de 3,3 mm.

  
L'électrolyte est injecté à travers un

  
trou percé pour chaque pile dans la paroi du tube

  
49, après quoi on obture les trous au moyen de bouchons en caoutchouc silicone. L'électrolyte est

  
une solution aqueuse 2N en ce qui concerne le

  
 <EMI ID=59.1> 

  
 <EMI ID=60.1> 

  
excès des acides correspondants, excès qui

  
 <EMI ID=61.1> 

  
Les valeurs suivantes ont été calculées  pour cette batterie : 

  
 <EMI ID=62.1> 

  
terie absorbe 136 Ah.

  
Lorsqu'on la décharge sous 62,5 A, la  batterie débite 125 Ah pendant 120 minutes, cepen-  dant que la tension. aux pôles tombe de 110 V à 84 V.

  
 <EMI ID=63.1> 

Claims (1)

1. <EMI ID=64.1>

   et la quantité d'énergie spécifique est de 52 Wh/kg.

   <EMI ID=65.1>

   la description et les revendications de la présente

   demande doit être interprète dans son sens le plus large,

   <EMI ID=66.1>

   REVENDICATIONS

   Batterie d'accumulateurs électriques aux sels de plomb,; munie d'électrodes dites "du premier

   ordre;; comportant un corps d'anode actif qui comprend

   du graphite, caractérisé par la combinaison des par-

   <EMI ID=67.1>

   a) le corps d'anode actif (4, 19, 48) consiste <EMI ID=68.1>

   <EMI ID=69.1>

   b) le corps d'anode actif (4, 19, 48) est solidaire d'un élément d'obturation de la pile (1, 11, 12, 41, 42), imperméable à 1 'électrolyte et conducteur d'électricité, élément constitué en résine artificielle moulée, à laquelle on a incorporé de moulage des fibres de graphite courtes, uniformément réparties, également

   <EMI ID=70.1>

   <EMI ID=71.1>

   <EMI ID=72.1>

   <EMI ID=73.1>

   adhésif (5) constitué par une résine artificielle,

   à libelle sont mélangées des fibres de graphite courtes, également graphitisées à une température d'au moins

   <EMI ID=74.1> \corps d'anode actif, dans'la résine artificielle de l'élément d'obturation de la pile, en ramollisant tem- porairement la surface de cette résine artificielle par la chaleur ou par l'emploi d'un solvant volatil;

   d) l'électrolyte consiste en silicofluorure <EMI ID=75.1>

   <EMI ID=76.1>

   vant la revendication 1, caractérisée en ce que la pile ou chaque pile de la batterie est hermétiquement close

   <EMI ID=77.1>

   est disposée de manière que les électrodes soient orien- tées horizontalement, l'anode étant en position supérieure.]

   3. Batterie électrique aux sels de plomb suivant. la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que

   .l'électrolyte, est une solution aqueuse qui est environ <EMI ID=78.1>

   <EMI ID=79.1>

   suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'électrolyte contient un faible excès, environ 0,15

   . molaire, des acides correspondants.