Accumulateur électrique. Cette invention est relative à un accumu- iateur électrique.
Suivant l'invention les électrodes de l'accu- nuilateur sont formée, chacune, par une plaque fabriquée avec un mince ruban mé tallique disposé de façon à former plusieurs couches superposées et serrées avec interpo sition de matière active entre les couches de ruban.
Des électrodes de ce genre peuvent être préparées, de préférence, en enduisant titi ruban métallique perforé très mince, de pré férence en nickel, d'une mince couche de ma tière active sous forme de pâte, le ruban ainsi enduit pouvant ensuite étre enroulé au tour d'un petit tube jusqu'à cc qu'on atteigne un diamètre convenable; après quoi; le disque ou l'anneau ainsi formé petit étre soumis à unie pression élevée de manière à former une masse solide avec réduction de hépaisseur du disque.
Le ruban métallique a, de préférence, une épaisseur de l'ordre du de mm, ce qui peut être obtenu en emhlovant un pro cédé de dépôt électrolytique. Avant de sou- mettre le rouleau à la compression il peut être séché dans un four convenable.
Il peut alors être comprimé dans tin moule circulaire, ce qui a pour résultat de produire une masse solide ayant une perméabilité suffisante pour permettre à l'électrolyte de pénétrer facile ment à travers la substance et ayant égale ment une bonne conductibilité électrique en raison de la laine métallique continue séparant les minces couches de matière active.
Les électrodes rigides en forme de plaques ou disques, obtenues de la facon décrite ci- dessus, peuvent être montées sur une tige i#olante passant par l'ouverture centrale, et des cloisons isolantes en tissu d'amiante peuvent être placées entre les électrodes, celles-ci étant groupées de manière ü. former des électrodes alternativement positives et négatives;
le groupe complet petit alors être introduit dans un cylindre en acier, fermé à ses deux extrémités par des disques soudés, en acier, pourvus d'ouvertures convenables pour le passage des conducteurs positif et négatif. On peut ainsi obtenir titi, construction solide et légère qui en raison de la forme cylindrique du récipient peut résister à une pression intérieure considérable.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple: La fig. 1 montre en coupe une plaque percée formée en enroulant un ruban métallique enduit autour d'un tube ou anneau central; Les fig. 2 et 3 montrent respectivement en coupe et en plaie une boîte perforée dans laquelle le disque enroulé peut être placé avant compression; Les fig. 4 et 5 sont respectivement une coupe et un plan d'une électrode d'accumu lateur dans sa forme définitive; La fig. 6 est la coupe d'une électrode dans laquelle la surface est augmentée au moyen d'ondulations; Les fig. 7 et 8 montrent en coupe et en plan une variante de l'électrode;
La fig. 9 est une vue de détail montrant une coupe faite dans le bord d'une bande périphérique employée dans cette variante d'électrode, et Les fig. 10 et 11 sont respectivement une coupe et un plan de l'ensemble d'une forme d'exécution de l'accumulateur suivant l'in vention.
En se référant à l'électrode représentée aux fig. 1 à 5, A. est un anneau ou tube central autour duquel est enroulé le ruban enduit B de façon à former une plaque percée au centre. C C1 sont les pièces supérieure et inférieure d'une boîte dans laquelle cette plaque est placée avant compression, les faces supérieure et inférieure c ci desdites pièces de la boîte étant pourvues d'un grand nombre de fines perforations s'étendant sur toute la surface.
D est un anneau extérieur métallique placé à la périphérie de l'électrode terminée (fig. 4 et 5) et formé au moyen d'une bande de métal pourvue à ses extrémités de lan guettes d qui sont soudées ensemble pour former un anneau complet et qui font saillie sur le bord en vue de leur liaison aux conducteurs dans l'élément assemblé.
Pour préparer cette électrode, on peut par exemple procéder comme suit: On prépare une mince bande de nickel, finement perforée, en forme de ruban sur lequel la matière active est répandue sous forme de pàte épaisse, par exemple de l'hydroxyde de nickel pour la plaque positive et de l'hydroxyde de carimiuin pour la plaque négative. Le ruban enduit ainsi formé a une largeur qui dépend de la grandeur des électrodes désirée et peut avoir, par exemple, une largeur d'environ 6 mm. Ce ruban est enroulé autour du tube ou anneau central 1 dudit diamètre d'environ 6 rani jusqu'à ce qu'on obtienne une plaque en forme de disque du diamètre désiré, soit de 25 mer ou plus.
La, plaque ainsi obtenue, avant d'être soumise à la compression, est séchée dans un four convenable et, comme on a constaté que la matière active dans une électrode de cette forme peut avoir une ten dance à être expulsée d'entre les couches de ruban, la plaque peut être placée dans la boîte C C1. L'anneau conducteur D est placé autour de cette boîte sur laquelle il s'adapte exactement et le tout est placé dans une presse et soumis à une pression d'environ 800 kg par cm=.
L'anneau central -4 qui peut être couvenableinent échancré, est aplati, dans la presse des deux côtés de la plaque, en forme de languettes radiales ca représentées en particulier à la fig. 5, et les parois laté rales de la boite C C1 sont écrasées -l'uiie vers l'autre de manière à former un rebord solide et à se fixer fermement à l'anneau exté rieur D.
L'électrode achevée se présente alors sous la forme d'une plaque circulaire ayant une ouverture centrale formée par l'anneau et d'un corps formé par du métal finement perforé entourant la matière active sous forme d'un ruban de pate comprimée. L'électrode pourrait aussi avoir la forme d'une plaque pleine et la presse pourrait être établie de façon à produire sur les faces de la plaque des ondulations circulaires Z (fi. 6) de fanon à augmenter la surface et à permettre à l'électrolyte de pénétrer plus facilement.
Les plaques positives et négatives sont faites de la niênie fagon, mais avec des épaisseurs différentes.
L'épaisseur de la matière active doit est recouvert le ruban perforé est de iiréference égala à 1/s mm, et les pièces perforées cons tituant la boîte de l'électrode peuvent être fabriquées en tôle mince d'acier, d'environ 0,13 mm d'épaisseur, estampée en forme de cuvette. On peut toutefois se dispenser de cette, boîte-enveloppe, et comme une dilatation quelconque ne peut se produire pendant l'emploi que latéralement et non dans l'épais seur de la plaque en raison de sa formation en serpentin, l'anneau D entourant la plaque empêche le gonflement.
Pour éviter le risque d'expulsion de la pâte on peut employer une forme spéciale de ruban entourant entièrement la matière active à l'exception des perforations qui permettent à l'électrolyte de pénétrer. Dans ce but, le ruban de nickel peut être fait plus large et ces bords peuvent être relevés, la partie du ruban comprise entre ses bords relevés étant garnie d'une couche de matière active, sur laquelle on place un ruban métallique auxiliaire s'introduisant entre les bords relevés, ces derniers étant ensuite rabattus pour en clore la matière active entre les deux rubans, lesquels sont perforés en vue de l'accès de l'électrolyte à la matière active.
Le ruban composite ainsi fait peut alors être passé entre des rouleaux de compression et être ensuite enroulé autour du tube central jusqu'à ce que l'on obtienne le diamètre requis. La plaque ainsi formée est placée dans un anneau ou bande extérieur D 1 de section en U, comme il est indiqué à la fie. 9, sans faire usage de la boîte-enveloppe C C' de la pre mière construction, et il est ensuite pressé de manière à s'aplatir et à s'étendre clans la bande en U, l'électrode .terminée ayant la forme représentée aux fig. 7 et 8.
Un accumulateur renfermant des électrodes du genre décrit par exemple en regard des fig. 1 à 5 est représenté aux fig. 10 et 11, les électrodes plus épaisses 1 étant positives et les électrodes plus minces 2 étant négatives. Toutes les électrodes sont montées sur une tige d'acier nickelée F sur laquel'_e est placée une gaine d'ébonite f s'ajustant exactement dans le passage formé au centre des élec- trodes par l'anneau t1. Deux plaques extrêmes de support G, également en ébonite,
sont montées -, chaque extrémité sur la tige cen trale F dont l'extrémité inférieure est munie d'une rondelle d'appui f et dont l'extrémité supérieure est filetée et porte les écrous de fixation f 1. H est le récipient cylindrique de l'accumulateur- qui est hermétiquement clos par les plaques extrêmes h1 7a2 et les élec trodes 1, 2 sont séparées d'entre elles par des cloisons J en tissu d'amiante, à mailles lâches, et clé même diamètre que les élec trodes, ces cloisons en amiante résistant à,
la sblution alcaline et permettant un assemblage rigide des électrodes en laissant seulement une faible distance entre celles-ci. Les cloi sons sont très poreuses et permettent l'accès rapide de l'électrolyte aux électrodes, en réduisant le volume nécessaire d'électrolyte.
Pour assembler par exemple les électrodes de façon à constituer l'accumulateur, la plaque inférieure de centrage G est placée sur la tige F et le tube d'ébonite f est glissé en position sur celle-ci, puis la première électrode positive 1 est enfilée sur la gaine et la tige F Une cloison en tissu d'amiante est ensuite placée sur l'électrode, et une électrode négative 2 est enfilée sur la gaine f de la tige F, des électrodes positives et né gatives étant ensuite enfilées alternativement de manière analogue avec des cloisons en amiante entre chaque paire d'électrodes, jus qu'à ce que le nombre d'électrodes requis soit atteint.
La plaque de centrage supérieure G est alors enfilée sur la tige F et l'assem blage complet est serré fermement au moyen des écrous f 1. Les extrémités ou languettes d clés anneaux D des électrodes (fig. 5) sont alors soudées électriquement à, deux paires de bandes conductrices Ii eu acier nickelé, une paire servant aux électrodes positives, et l'autre paire aux électrodes négatives, ccs deux paires de bandes conductrices étant reliées aux bornes I clé l'accumulateur,
bornes qui sont montées sur la plaque supérieure h2 du récipient H. Les électrodes ainsi assem blées sont introduites avec la plaque h= dans le récipient cylindrique .FI qui a. déjà reçu la plaque hl soudée sur ce cylindre, lequel étant doublé à l'intérieur par une mince feuille h d'ébonite pure.
Tin bout de tube g en ébonite disposé autour de la rondelle t'- de la tige F s'appuie sur la plaque extréme hl du récipient et un second bout de tube g1 est placé sur la plaque d'ébonite supérieure G entre celle-ci et la plaque h.= dis récipient. La plaque su périeure h.= du récipient<I>H</I> est alors soudée aux bords de ce dernier. L'électrolyte peut être introduit dans le récipient par un bec de remplissage h - dont celui-ci est pourvu.
En raison de sa forme cylindrique, le réci pient H est capable de résister à une pres sion intérieure notable : il est avantageux d'opérer à une pression de 0,7 hg par cm'=, auquel cas le bec de remplissage 1r3 peut comporter une petite soupape de sûreté dis posée de façon à permettre aux gaz de s'échapper lorsque leur pression dépasse une limite maximum d> terminée, tout en empê chant la rentrée d'ail'.
afin d'éviter la carbo- nisation de Pour isoler les bornes L du récipient et pour obtenir un i,-)ilit étanche une rondelle épaisse en ébonite 7 est disposée sur la borne et lorsqu'on soude la plaque h=, on place sur la borne une rondelle L 1 en caoutchouc souple que l'on recouvre pur une troisième rondelle évidée d=,
les rondelles étant serrées ensemble par l'écrou<B>13</B> qui comprime la rondelle en caoutchouc souple<B>11</B> de manière à éliminer le jeu compris entre la plaque h \ et la borne, et à obtenir un joint étanche autour de celle-ci.
Electric accumulator. This invention relates to an electric accumulator.
According to the invention, the electrodes of the accumulator are each formed by a plate manufactured with a thin metallic tape arranged so as to form several superimposed and tight layers with interposition of active material between the layers of tape.
Electrodes of this kind can be prepared, preferably, by coating a very thin perforated metal tape, preferably nickel, with a thin layer of the active material in paste form, the tape so coated then being able to be wound up in the form of a paste. turn a small tube until it reaches a suitable diameter; after what; the disc or ring thus formed may be subjected to high pressure so as to form a solid mass with reduction in the thickness of the disc.
The metal tape preferably has a thickness of the order of mm, which can be obtained by using an electrolytic deposition process. Before subjecting the roll to compression it can be dried in a suitable oven.
It can then be compressed in a circular mold, which results in producing a solid mass having sufficient permeability to allow the electrolyte to readily penetrate through the substance and also having good electrical conductivity due to the continuous metallic wool separating the thin layers of active material.
Rigid plate or disc-shaped electrodes, obtained as described above, can be mounted on an insulating rod passing through the central opening, and insulating partitions of asbestos cloth can be placed between the electrodes. , these being grouped so ü. forming alternately positive and negative electrodes;
the complete small group then be introduced into a steel cylinder, closed at both ends by welded steel discs, provided with suitable openings for the passage of the positive and negative conductors. It is thus possible to obtain titi, a solid and light construction which, due to the cylindrical shape of the container, can withstand considerable internal pressure.
In the accompanying drawing, given by way of example: FIG. 1 shows in section a perforated plate formed by winding a coated metal tape around a central tube or ring; Figs. 2 and 3 show respectively in section and in wound a perforated box in which the wound disc can be placed before compression; Figs. 4 and 5 are respectively a section and a plan of an accumulator electrode in its final form; Fig. 6 is a section of an electrode in which the surface area is increased by means of corrugations; Figs. 7 and 8 show in section and in plan a variant of the electrode;
Fig. 9 is a detail view showing a section made in the edge of a peripheral strip employed in this alternative electrode, and FIGS. 10 and 11 are respectively a section and a plan of the assembly of an embodiment of the accumulator according to the invention.
Referring to the electrode shown in Figs. 1 to 5, A. is a central ring or tube around which the coated tape B is wound so as to form a plate pierced in the center. C C1 are the upper and lower parts of a box in which this plate is placed before compression, the upper and lower faces c ci of said parts of the box being provided with a large number of fine perforations extending over the entire surface .
D is a metal outer ring placed at the periphery of the finished electrode (fig. 4 and 5) and formed by means of a metal strip provided at its ends with lan guards d which are welded together to form a complete ring and which protrude from the edge for connection to the conductors in the assembled element.
To prepare this electrode, one can for example proceed as follows: Preparing a thin strip of nickel, finely perforated, in the form of a ribbon on which the active material is spread in the form of a thick paste, for example nickel hydroxide for the positive plate and carimine hydroxide for the negative plate. The coated tape thus formed has a width which depends on the size of the electrodes desired and may have, for example, a width of about 6 mm. This tape is wound around the central tube or ring 1 of said diameter of about 6 rani until a disc-shaped plate of the desired diameter, either 25 or more, is obtained.
The plate thus obtained, before being subjected to compression, is dried in a suitable oven and, as it has been found that the active material in an electrode of this form may have a tendency to be expelled from between the layers. tape, the plate can be placed in box C C1. The conductive ring D is placed around this box on which it fits exactly and the whole is placed in a press and subjected to a pressure of about 800 kg per cm =.
The central ring -4, which can be split open, is flattened in the press on both sides of the plate, in the form of radial tabs ca shown in particular in FIG. 5, and the side walls of the box C C1 are crushed towards each other so as to form a solid rim and to attach firmly to the outer ring D.
The completed electrode then takes the form of a circular plate having a central opening formed by the ring and a body formed of finely perforated metal surrounding the active material in the form of a compressed dough ribbon. The electrode could also be in the form of a solid plate and the press could be set up so as to produce on the faces of the plate circular Z corrugations (fi. 6) of dewlap to increase the surface area and allow the electrolyte to penetrate more easily.
The positive and negative plates are made of niênie, but with different thicknesses.
The thickness of the active material must be covered, the perforated tape is of the reference equal to 1 / s mm, and the perforated parts constituting the box of the electrode can be made of thin sheet steel, approximately 0, 13 mm thick, stamped in the shape of a bowl. However, this box-envelope can be dispensed with, and since any expansion can only occur during use laterally and not in the thickness of the plate because of its serpentine formation, the ring D surrounding the plaque prevents swelling.
To avoid the risk of expelling the paste, a special form of tape can be used which completely surrounds the active material except for the perforations which allow the electrolyte to penetrate. For this purpose, the nickel tape can be made wider and these edges can be raised, the part of the tape between its raised edges being lined with a layer of active material, on which an auxiliary metallic tape is placed. between the raised edges, the latter then being folded back to close the active material between the two ribbons, which are perforated for the purpose of access of the electrolyte to the active material.
The composite tape thus made can then be passed between compression rollers and then wound around the central tube until the required diameter is obtained. The plate thus formed is placed in an outer ring or band D 1 of U-shaped section, as indicated in fie. 9, without making use of the casing CC 'of the first construction, and it is then pressed so as to flatten and extend into the U-strip, the finished electrode having the shape shown in fig. 7 and 8.
An accumulator containing electrodes of the type described for example with reference to FIGS. 1 to 5 is shown in figs. 10 and 11, the thicker electrodes 1 being positive and the thinner electrodes 2 being negative. All the electrodes are mounted on a nickel-plated steel rod F on which is placed an ebonite sheath f fitting exactly in the passage formed in the center of the electrodes by the ring t1. Two extreme support plates G, also in ebonite,
are mounted -, each end on the central rod F whose lower end is provided with a support washer f and whose upper end is threaded and carries the fixing nuts f 1. H is the cylindrical container of the accumulator - which is hermetically sealed by the end plates h1 7a2 and the electrodes 1, 2 are separated from each other by partitions J in asbestos fabric, with loose mesh, and key same diameter as the electrodes, these asbestos partitions resistant to,
alkaline sblution and allowing a rigid assembly of the electrodes leaving only a small distance between them. The partitions are very porous and allow rapid access of the electrolyte to the electrodes, reducing the required volume of electrolyte.
To assemble for example the electrodes so as to constitute the accumulator, the lower centering plate G is placed on the rod F and the ebonite tube f is slid into position on the latter, then the first positive electrode 1 is threaded. on the sheath and the rod F An asbestos fabric partition is then placed on the electrode, and a negative electrode 2 is threaded on the sheath f of the rod F, positive and negative electrodes then being threaded alternately in a manner analogue with asbestos partitions between each pair of electrodes, until the required number of electrodes is reached.
The upper centering plate G is then threaded onto the rod F and the complete assembly is tightened firmly by means of the nuts f 1. The ends or tabs of the D-ring keys of the electrodes (fig. 5) are then electrically welded to, two pairs of conductive strips Ii in nickel-plated steel, one pair serving for the positive electrodes, and the other pair for the negative electrodes, ccs two pairs of conducting strips being connected to the terminals I of the accumulator,
terminals which are mounted on the upper plate h2 of the receptacle H. The electrodes thus assembled are introduced with the plate h = into the cylindrical receptacle .FI which a. already received the plate hl welded to this cylinder, which being lined inside by a thin sheet h of pure ebonite.
A piece of ebonite tube g arranged around the washer t'- of the rod F rests on the end plate hl of the receptacle and a second end of tube g1 is placed on the upper ebonite plate G between it and the plate h. = dis container. The upper plate h. = Of the container <I> H </I> is then welded to the edges of the latter. The electrolyte can be introduced into the receptacle through a filling spout h - with which the latter is provided.
Due to its cylindrical shape, the container H is able to withstand a notable internal pressure: it is advantageous to operate at a pressure of 0.7 hg per cm '=, in which case the filling spout 1r3 may include a small safety valve arranged so as to allow the gases to escape when their pressure exceeds a maximum limit of> complete, while preventing the re-entry of garlic.
In order to avoid carbonization of To isolate the terminals L from the receptacle and to obtain an i, -) waterproof ilit a thick rubber washer 7 is placed on the terminal and when the plate h = is welded, one places on the terminal a flexible rubber washer L 1 which is covered with a third hollow washer d =,
the washers being tightened together by the nut <B> 13 </B> which compresses the soft rubber washer <B> 11 </B> so as to eliminate the play between the plate h \ and the terminal, and to get a tight seal around it.