FR2653596A1

FR2653596A1 - Electrode a structure fibreuse pourvue d'une barrette mince de decharge de courant, et procede pour sa fabrication.

Info

Publication number: FR2653596A1
Application number: FR9013051A
Authority: FR
Inventors: Imhof Dr Otwin; Kistrup Dr Holger
Original assignee: Deutsche Automobil GmbH
Current assignee: Deutsche Automobil GmbH
Priority date: 1989-10-24
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1991-04-26
Anticipated expiration: 2010-10-22
Also published as: US5085956A; DE3935368C1; FR2653596B1; FR2653596B

Abstract

L'invention concerne un corps d'électrode de structure fibreuse, formé de fibres de matière plastique métallisées et sur lequel est soudée une mince barrette de décharge de courant, l'invention concernant également son procédé de fabrication. Après l'opération de soudage, la barrette (21), formée d'une tôle métallique ayant initialement une section rectangulaire, est enfoncée parallèlement et fortement dans le corps d'électrode (22) dans une première zone (24); cette zone est suivie par une seconde zone (25) inclinée vers le haut de 10 à 30degré de telle sorte que, vers la droite, vers le bord et vers la gauche à partir de la surface de la barrette qui recouvre le corps d'électrode, le bord de cette barrette forme une transition graduelle et est enfoncé de 20 à 30 % de l'épaisseur de barrette dans le corps d'électrode sous l'action de l'électrode supérieure de soudage (29), pourvue d'un profil correspondant.

Description

La présente invention concerne un corps d'élec-

trode de structure fibreuse, constitué de fibres de matière plastique métallisées et sur lequel est soudée une barrette mince de décharge de courant, notamment pour des piles à haute charge admissible, l'invention concernant

également un procédé pour la fabrication de l'élec-

trode. Des corps fibreux métallisés conviennent, à cause de leur grande porosité, particulièrement bien pour être utilisés comme des corps d'électrodes. Du fait que les corps ainsi fabriqués ne nécessitent, grâce à leur

bonne stabilité propre et à leur bonne conduction de cou-

rant, aucun support métallique comme un métal déployé ou une tôle perforée, la barrette de décharge de courant doit

être reliée directement avec le corps d'électrode.

Pour relier à la barrette de décharge de courant des corps d'électrodes de structure fibreuse, constitués de fibres de matière plastique métallisées, par exemple une tresse ou feutre de polyoléfine nickelé, il est connu de fendre le bord du corps d'électrode, d'engager dans cette fente la barrette de décharge de courant et de souder ensuite le corps d'électrode avec la barrette de décharge de courant. Une telle réalisation de la liaison entre un corps d'électrode de structure fibreuse et une barrette de décharge de courant est très coûteuse et elle est par conséquent mise en pratique seulement dans le cas d'un

petit nombre de pièces. Pour une liaison de corps d'élec-

trodes de structure fibreuse, formés de fibres de matière plastique métallisées, il est également connu de souder avec la barrette de décharge de courant le bord, renforcé par un dépôt métallique formé galvaniquement, du corps

d'électrode de structure fibreuse ( brevet DE-31 42 091).

D'après ce document, la barrette de décharge de courant est pourvue, à cause de la conductivité électrique, d'une épaisseur relativement forte, comprise entre environ 1 mm et 1,5 mm, car les électrodes de structure fibreuse ont une grande capacité surfacique ( épaisseur d'électrodes

de 1,5 mm à 8 mm) pour une sollicitation en courant simul-

tanément très élevée. Le soudage de la barrette de décharge de courant avec le bord du corps d'électrode de structure fibreuse est réalisé par soudage par résistance. A cet

effet, le corps d'électrode de structure fibreuse est appli-

qué contre la barrette de décharge de courant et est soudé avec celle-ci sous pression, de sorte que le bord inférieur de la barrette de décharge de courant est enfoncé dans le corps d'électrode de structure fibreuse métallisé, ce qui produit une forte compression du corps d'électrode de structure fibreuse métallisé sur le bord renforcé. Il se produit alors des fissures dans le corps d'électrode de structure fibreuse métallisé dans la zone de la soudure et il en résulte que, dans cette zone, la section portante du corps est fortement réduite. Cela conduit à une diminution de la résistance du joint soudé de sorte que, lors des opérations suivantes d'usinage pour la fabrication de l'électrode, comme par exemple l'imprégnation, le soudage de jeux de plaquettes, la séparation et le formage, il se

produit un grand nombre de pièces rebutées à cause de rup-

tures des barrettes de décharge de courant.

En outre il est connu que la capacité et la charge admissible de piles sont affectées lorsque, après là mise en service des piles, il existe, pour les différentes plaques à électrodes, une liaison soudée insuffisante, qui ne résiste pratiquement pas aux forces exercées lors d'une sollicitation alternative. En outre, pour une liaison de corps d'électrodes de structure fibreuse, constitués de fibres de matière plastique métallisées, avec un bord renforcé avec une barrette de décharge de courant soudée, il est connu que la barrette de décharge de courant soit pourvue, sur le chant s'appliquant contre le corps fibreux, d'un biseau formé sensiblement sans gradin et qui fait un angle compris entre 10 et 50" avec la barette, de sorte que le corps fibreux est comprimé dans la zone du joint soudé et revient ensuite, à partir du joint soudé, des deux côtés et de façon à peu près continue, à l'épaisseur complète, le corps d'électrode de structure fibreuse ayant une épaisseur de 1,5 mm à 8 mm ( brevet DE-36 32 352), ou bien la barrette de décharge de courant est pourvue, sur le côté s'appliquant contre le corps fibreux, d'un ou plusieurs gradins de sorte que le corps d'électrode de structure fibreuse est relié à la barrette de décharge de courant

d'une manière telle que le bord renforcé du corps d'élec-

trode est situé à l'intérieur d'une zone dont les limites sont espacées d'une distance égale au double de l'épaisseur de la barrette des deux côtés du chant à gradins, le corps d'électrode de structure fibreuse, qui est comprimé dans la zone à gradin, atteignant la pleine épaisseur de façon continue à peu près à l'extrémité du gradin, dont le bord

est arrondi ( brevet DE-36 32 351).

Dans des batteries alcalines conventionnelles de grande puissance, les supports de la masse active sont constitués par des plaques frittées en nickel. Grâce au frittage d'une poudre de nickel déposée sur un substrat constitué par un treillis, un métal déployé ou une tôle perforée, on obtient un substrat métallique compact, qui crée un bon support pour la liaison avec des barrettes de décharge de courant par soudage par points. Des substrats de ce genre sont décrits, aussi bien pour des électrodes positives que négatives, dans les brevets US-42 50 235 et US-44 77 546. Les liaisons avec de tels substrats résistent à de grandes sollicitations spécifiques, qui résultent des petites surfaces de liaison et des conditions sévères de sollicitation. Dans le brevet DE-30 26 778, il est décrit

une électrode dans laquelle la barrette comporte des sail-

lies dentées, qui pénètrent dans le corps d'électrode et en outre l'élément de décharge de courant est relié au corps d'électrode par une couche métallique formée par électrolyse. En outre, dans le brevet US-36 00 227, il est indiqué des plaquettes en fibres de nickel, d'une porosité de 90 %, qui sont comprimées contre le chant et qui sont reliées à une barrette de nickel par soudage par points. Dans le brevet DE-37 34 131, il est décrit une barrette de décharge de courant, qui est divisée en au moins trois languettes, qui sont recourbées alternativement d'un côté ou des deux côtés à partir du plan de la barrette qui est appliquée contre une surface du corps d'électrode qui a été de préférence soumise à une compression et elle est fixée sur cette surface par soudage par points. La zone

de liaison a une faible résistance à une force d'arrache-

ment de 28N, 87N et 105N. D'après la technique du soudage par résistance, il est également connu-d'utiliser une cale se présentant sous la forme d'une pièce en tôle d'acier ( 4 mm x 14 mm x 1,0 mm) pour créer une liaison du corps d'électrode de structure fibreuse avec une mince baette

de décharge de courant. A cet effet, à cause de la manipu-

lation compliquée, initialement la pièce de tôle est fixée par soudage par points sur la barrette de décharge de courant. Il serait alors possible de réaliser ce qu'on appelle des "liaisons sandwich ", o la barrette de décharge

de courant est située entre le corps d'électrode de struc-

ture fibreuse et la cale en tôle. Une liaison de ce genre est peu appropriée pour le produit à fabriquer car la liaison soudée ainsi réalisée ne possède qu'une faible

résistance et d'autre part, la cale choisie, qui est cepen-

dant nécessaire dans ce cas, n'est pas appropriée pour le produit final. Les électrodes de structure fibreuse, à cause de leur grande porosité qui est supérieure à 75 % dans la plupart des cas, sont difficiles à relier avec les barrettes de décharge de courant car la structure fibreuse

de l'électrode ne permet pas d'obtenir facilement un accro-

chage solide de la barrette métallique rigide et compacte.

En outre fréquemment des corps d'électrodes de structure fibreuse, qui sont pourvus de substrats textiles nickelés,

comportent des proportions de matière fibreuse électrique-

ment non conductrice qui sont supérieures au volume de nickel. Les moyens précités ne sont pas suffisants pour obtenir des résistances élevées pour la liaison de la barrette de décharge de courant avec le corps d'électrode

de structure fibreuse, ou bien ces moyens sont trop coû-

teux à cause de la forme compliquée des barrettes de décharge de courant qui font intervenir une préparation initiale à l'aide d'outils et opérations particuliers, ou bien à cause du grand nombre de liaisons qui sont imposées, du fait de la petite surface des électrodes, pour des piles très fortement sollicitées - selon les circonstances

également pour une application dans le domaine spatial.

L'invention a pour but de créer un corps d'élec-

trode de structure fibreuse, se composant de fibres de matière plastique métallisées et sur lequel est soudée une mince barrette de décharge de courant, ainsi qu'un procédé pour la fabrication de cette électrode, la section dudit corps

d'électrode de structure fibreuse n'étant pas trop forte-

ment diminuée en dehors du bord renforcé; conformément à l'invention, il ne doit pas se produire de fissure dans le corps d'électrode de structure fibreuse au voisinage de la liaison soudée, le corps d'électrode de structure fibreuse ne doit pas, avant le soudage, être soumis à un refoulement dans la zone de soudage, la barrette de décharge de courant

ne doit comporter aucune languette de forme carrée ou rec-

tangulaire qui serait créée par des entailles ou bien ne doit pas être agencée autrement que par un prétraitement mécanique et en outre il ne doit pas être nécessaire de faire intervenir des mesures auxiliaires comme des pièces de tôle fixées au préalable par soudage par points dans le

cas d'une structure-sandwich. La liaison soudée doit possé-

der une grande résistance non seulement lors d'une sollici-

tation en traction mais également dans une direction transversale et elle doit ainsi permettre de fabriquer des électrodes ayant des résistances électriques de contact favorables et de longs temps de service de telle sorte qu'elle puissent être utilisées non seulement dans des piles ouvertes et, entre autres, dans des batteries de traction mais également dans des piles fermées et exemptes d'entretien, entre autres dans des batteries pour engins spatiaux o, à cause des missions de longues durées, il est nécessaire d'avoir de longues durées de service avec

la meilleure qualité possible.

Conformément à l'invention, une électrode de structure fibreuse sur laquelle est soudée une arrette mince de décharge de courant est caractérisée en ce que le corps de l'électrode de structure fibreuse a une épaisseur de 0,3 à 4 mm, la barrette de décharge de courant a une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,6 mm et la barrette de décharge de courant est enfoncée par pression dans le corps de l'électrode de structure fibreuse de telle sorte qu'également les parties les plus en relief de la barrette de décharge de courant soient situées en dessous de la surface comprimée de l'électrode de structure fibreuse, et la barrette de décharge de courant est enfoncée, dans la zone recouvrant l'électrode, fortement et parallèlement à la surface correspondante de l'électrode de structure fibreuse, et il est prévu à la suite de la zone fortement enfoncée de la barrette de décharge de courant une seconde zone de cette barrette, dans laquelle la barrette est inclinée vers le haut, avec une pente de 10 à 30 par rapport au côté inférieur de l'électrode de structure

fibreuse, en direction du côté supérieur de cette électro-

de de structure fibreuse, il est prévu entre la première et la seconde zone une transition graduelle sans coude, et le bord de la barrette qui entoure la seconde zone ne com porte aucun coude sur l'ensemble de son pourtour, le chant

extrême du bord déformé de la barrette de décharge de cou-

rant rejoignant sur tout le pourtour la surface refoulée de l'électrode de structure fibreuse, tandis que la zone refoulée entourant la barrette de décharge de courant rejoint sans coude l'épaisseur normale de l'électrode de

structure fibreuse.

Selon une autre particularité de l'électrode de

structure fibreuse, elle a une porosité de 70 % à 98 %.

Le procédé de fabrication de l'électrode de structure fibreuse précitée est caractérisé, conformément à l'invention, en ce que, avant l'opération de soudage, la

barrette de décharge de courant recouvre le corps de l'é-

lectrode de structure fibreuse de 2 à 5 mm, en ce que,

lors du soudage du corps de l'électrode de structure fi-

breuse avec la barrette de décharge de courant, la barret-

te de décharge de courant est enfoncée par pression dans le corps de l'électrode de structure fibreuse de telle sorte qu'également les parties les plus en relief de la barrette soient situées, après le processus de soudage, en dessous de la surface de l'électrode de structure fibreuse, l'électrode supérieure de soudage du dispositif de soudage étant avancée suffisamment loin au-dessus du bord, encore non comprimé, du corps de l'électrode de structure fibreuse pour que oette électrode de soudage produise, pendant le processus de soudage, un refoulement de la matière fluide s'écoulant vers l'avant et des parties du bain de fusion sur la barrette en direction de ladite matière en empêchant celle-ci de couler vers le haut et/ou de fluer vers l'avant, et la barrette de décharge de courant est soumise, dans

une zone supérieure o elle recouvre le corps de l'élec-

trode de structure fibreuse, à une forte empreinte parallè-

lement à la surface inférieure dudit corps, et en ce que le soudage du corps de l'électrode de structure fibreuse est effectué dans un domaine compris entre deux courbes-limite, une des courbes-limite étant caractérisée par le réglage de force et de courant à la limite de collage et l'autre courbe-limite étant caractérisée par le iglage de force et de courant à la limite de pulvérisation de sorte qu'on obtient une bonne qualité de soudage lors d'un soudage effectué dans un domaine compris entre la limite de collage

et la limite de pulvérisation.

Selon une autre particularité du procédé, les fibres métallisées du corps de l'électrode de structure fibreuse contiennent une âme en matière plastique qui, pendant le processus de soudage, est vaporisée et aspirée

dans la zone de soudage.

Dans la suite, l'objet de l'invention va être

décrit de façon encore plus détaillée. La barrette métalli-

que mince de décharge de courant qui est soudée sur le corps de l'électrode de structure fibreuse a normalement une section rectangulaire. Le chant du bord du corps de l'électrode de structure fibreuse, qui a une épaisseur de 0,3 mm à 4 mm, peut être situé, avant l'opération de soudage, à l'intérieur d'une zone de 2 mm à 5 mm en dessous de la barrette de décharge de courant. I1 est judicieux que cet espacement s'élève à environ 3 à 5 mm. Lorsque le

corps fibreux est disposé trop loin en dessous de l'extré-

mité de la barrette de décharge de courant, il existe, après le soudage, le risque que la barrette de décharge de

courant dépasse du plan supérieur du corps d'électrode.

Des électrodes dans lequelles la liaison soudée du corps d'électrode avec la barrette de décharge de courant a été ainsi réalisée présentent un grand risque de formation

d'un court-circuit dans la pile assemblée.

Quand le corps fibreux n'est pas situé assez loin en dessous de l'extrémité de la barrette, il existe une zone

de soudage trop petite entre le corps fibreux et la barret-

te. Lors de l'application et de la mise en pression des électrodes de soudage, il se produit, dans la zone du bord 9.'

renforcé du corps fibreux, qui a mécaniquement une stabili-

té plus grande que le reste du corps d'électrode, les pressions les plus élevées et le soudage se produit en premier lieu dans la zone o l'électrode de soudage est le plus en relief et est orientée parallèlement à la surface inférieure du corps fibreux et également à l'électrode inférieure de soudage. Du fait du profil différent qui est donné à l'électrode de soudage s'appliquant contre la barrette de décharge de courant, on obtient que le corps d'électrode, comprimé dans la zone orientée parallèlement et soumise à la plus forte pression, atteigne de façon à peu près continue de 50 à 60 % de l'épaisseur totale en direction du côté inférieur de la barrette et, à cet égard, vers la gauche, vers le bas et vers la droite à partir de la surface de la barrette qui recouvre le corps d'électrode, le bord de la barrette de décharge de courant forme une zone de transition graduelle et incurvée ( rayon) qui s'étend jusqu'à environ 70 à 80 %' de l'épaisseur totale du corps fibreux, et l'évolution de la barrette, soumise à la compression et au soudage, dans les trois directions précitées se poursuit sur le bord de la barrette dans le corps d'électrode sans aucun gradin jusqu'à ce que la hauteur naturelle de la surface supérieure du corps de

structure fibreuse soit atteinte. Grâce au profil avanta-

geux qui est donné à l'électrode de soudage s'appliquant contre la barrette, on obtient que le corps d'électrode de structure fibreuse comprimé parallèlement atteigne à l'extrémité de la barrette, de façon à peu près continue,

de 70 à 80 % de l'épaisseur totale et qu'il rejoigne ensui-

te, d'une manière continue et sans gradins, l'épaisseur

totale, ce résultat étant obtenu non seulement en direc-

tion de l'extrémité inférieure de la barrette mais égale-

ment en direction des deux côtés de cette dernière, qui

recouvrent le corps de l'électrode de structure fibreuse.

En conséquence, le corps d'électrode n'est également pas rétreint trop fortement à l'extrémité de la barrette de décharge de courant et il en résulte qu'on évite ainsi des fissures et de trop petites sections de support du corps fibreux. On élimine ainsi dans une large mesure des tensions dans le corps d'électrode. Cela conduit à une meilleure stabilité mécanique de la liaison soudée aussi bien dans le cas d'une sollicitation en traction que dans le cas d'une sollicitation en flexion. Il est en outre avantageux d'arrondir les arêtes des barrettes de décharge

de courant avant le processus de soudage. Cela est parti-

culièrement judicieux pour des corps d'électrodes assez

épais, notamment d'une épaisseur de 0,7 mm à 4 mm.

Comme corps d'électrodes, on utilise des corps en fibres de matière clastique métallisées, notamment en

feutres, en feutres aiguilletés, en tresses et analogues.

L'activation, la métallisation et le renforcement galvani-

que sont réalisés conformément aux techniques classiques et, à cet égard, on utilise comme revêtements métalliques des fibres notamment du nickel ou du cuivre. Comme matières

pour les fibres, on utilise les matières plastiques appro-

priées également pour des fibres textiles, par exemple des polyoléfines, des polyamides, du polyacrylonitrile, etc., pour autant que ces matières soient stables par rapport à l'électrolyte avec lequel elles entrent en contact après leur incorporation dans la pile. Les corps d'électrodes de

structure fibreuse sont avantageusement pourvus d'un ren-

forcement marginal sur le bord o doit être installée la barrette de décharge de courant, ce renforcement étant produit à l'aide d'un revêtement métallique assez épais

déposé sur les fibres se trouvant dans cette zone.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip-

tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement une partie d'une vue Si'

en élévation de face d'une liaison entre un corps d'élec-

trode de structure fibreuse et une barrette mince de dé-

charge de courant, après le soudage, la figure 2 représente schématiquement une vue en coupe, faite selon la ligne II-II de la figure 1 avec observation latérale à partir de la droite, d'une liaison d'un corps d'électrode de structure fibreuse avec une mince barrette de décharge de courant, après le soudage, et la figure 3 représente schématiquement une vue en coupe,

faite selon la ligne III-III de la figure 1 avec observa-

tion faite à partir du haut, d'une liaison d'un corps d'é-

lectrode de structure fibreuse avec une mince barrette de

décharge de courant, après le soudage.

Un corps plat d'électrode de structure fibreuse, ayant comme dimensions une hauteur de 103 mm et une largeur de 62 mm, est pourvu d'un contact excentré. La fixation de la barrette de décharge de courant est effectuée sur le côté supérieur et dans le coin de gauche ( ligne médiane espacée du bord de jauche d'une distance de 12 mm, largeur de barrette de 14 mmn, recouvrement compris entre environ 4 et 5 mm). Après une distance de 20 mm à partir de la gauche et en haut commence, sur le bord supérieur, un biseau de 10 de sorte qu'il existe sur le côté droit une hauteur de plaque de 95,5 mm à partir du bas. L'épaisseur de la barrette de décharge de courant est de 0,2 mm et cette barrette se présente sous la forme d'une bande de tôle de nickel ayant une hauteur de 24 mm, dont les arêtes sont arrondies avec un rayon de R = 2 mm et qui comporte, dans sa partie supérieure et à une distance de 5 mm à

partir du haut un trou traversant d'un diamètre de 5,3 mm.

Pour des corps d'électrodes minces, le substrat textile de plaque s'élève à 110 g/m2 et la couche de nickel est de

mg Ni/cm2 alors que par contre, pour des corps d'élec-

trodes épais, le substrat textile de plaque s'élève à envi-

ron 190 g/m2 et la couche de nickel s'élève à 150 mg Ni/cm2.

Avant le soudage, la porosité de l'électrode mince de structure fibreuse est de 82 % pour une épaisseur de 1,2mm tandis que la porosité de l'électrode épaisse de structure

fibreuse s'élève à 84 % pour une épaisseur de 2,1 mm.

La figure 1 représente la barrette 11 de déchar- ge de courant et le corps 12 d'électrode de structure fibreuse après l'opération de soudage. La barrette 11 se présentait, avant l'opération de soudage, sous la forme d'une pièce de tôle mince rectangulaire comportant des bords arrondis 13 ( R = 2 mm), cette pièce de tôle étant disposée sur la surface supérieure du corps d'électrode de façon à créer un recouvrement d'environ 4 à 5 mm. Le soudage est effectué dans l'essentiel dans la zone 14, o l'électrode supérieure de soudage est disposée de façon que sa partie le plus en relief soit parallèle à la surface

inférieure du corps d'électrode. Dans cette zone se pro-

duisent les plus fortes pressions et les plus grands cou-

rants de soudage, du fait du bord renforcé du corps d'élec-

trode. Cette zone de soudage est suivie par une seconde zone 15, dans laquelle l'électrode supérieure de soudage est inclinée graduellement de 10 à 30 à partir du corps

d'électrode. Il est prévu à la suite des deux zones préci-

tées 14 et 15 une autre zone 16 dans laquelle l'électrode supérieure de soudage a une forme incurvée ( rayon). Cette zone 16 est formée sur les trois bords de la barrette de décharge de courant qui recouvrent, vers la gauche, vers le bas et vers la droite, le corps d'électrode de structure fibreuse et elle a une largeur d'environ 2 à 3 mm. Il est cependant également possible de ne pas pourvoir cette zone

16 d'un arrondi mais de rendre rectiligne la transition.

Une électrode de soudage de ce genre, comportant une zone de transition rectiligne, est plus facile à fabriquer et également il est plus simple de corriger son profil en cas d'usure. Le bord supérieur de la barrette dans la zone 16 est encore enfoncé dans le corps d'électrode de 20 à 30 %

de l'épaisseur de ce corps à partir de sa surface supérieu-

re. Il intervient à la suite de la zone 16 une autre zone 17, qui part des trois bords vers la gauche, vers le bas et vers la droite de la barrette et qui atteint d'une manière à peu près continue la pleine épaisseur du corps d'électrode. Dans le cas de corps d'électrode minces d'une épaisseur de 1,2 mm, cette zone 17 s'étend sur moins de 1 mm alors que, pour des corps d'électrodes épais de 2,lmm

d'épaisseur, elle atteint des dimensions de l'ordre de 2 mm.

La figure 2 met en évidence l'agencement décrit ci-dessus au moyen d'une vue en coupe faite selon la ligne II-II de la figure 1, pour un observateur regardant de la droite, et elle montre à nouveau la barrette 21 de décharge de courant et le corps d'électrode 22 de structure fibreuse après l'opération de soudage, en mettant en évidence la zone fortement pressée 24, la zone inclinée 25 disposée à la suite, ainsi que les zones suivantes 26 et 27, la zone 27 servant seulement à produire une empreinte sans transition brusque dans le corps d'électrode de structure fibreuse. La figure 2 représente schématiquement en coupe

l'électrode inférieure de soudage 28, qui et pourvue avan-

tageusement d'un profil rectiligne et dont la forme est nettement plus grande que la zone de soudage proprement

dite, ainsi que l'électrode supérieure de soudage 29.

La figure 3 représente, par une vue en coupe faite selon la ligne III-III de la figure 1, la liaison soudée établie entre la bairette 31 de décharge de courant

et le corps d'électrode 32 de structure fibreuse, en met-

tant en évidence la création, conforme à l'invention, des

quatre zones différentes 34, 35, 36 et 37, qui se diffé-

rencient par le degré d'empreinte du corps d'électrode de structure fibreuse et par les profils différents qui sont

ainsi obtenus.

Les avantages obtenus avec l'invention consis-

tent notamment en ce que, par comparaison à un corps d'é-

lectrode de structure fibreuse de type classique, sur lequel est soudée une mince barrette de décharge de courant et dans lequel sont produites dans la zone de soudage des zones comprimées et sollicitées différemment à cause de la forme de l'électrode supérieure de soudage, la résistance de la liaison soudée est augmentée de plus de 60 %. Du fait

de la transition graduelle entre la partie fortement com-

primée qui est pourvue du joint soudé et la pleine épais-

seur du corps d'électrode de structure fibreuse, le bord de ce corps, qui est renforcé par métallisation et qui est

ainsi particulièrement stable, est le plus fortement solli-

cité et déformé par le soudage. Sur les zones intervenant

ensuite sont exercées de plus petites forces de compres-

sion qui déforment moins fortement les zones précitées de

sorte que la déformation du corps d'électrode moins forte-

ment renforcé par métallisation diminue et tend vers zéro.

En outre, aucune transition brutale n'est produite dans une partie quelconque de la zone soudée et dans les zones adjacentes. I1 en résulte une augmentation de la longueur d'arrachement ( c'est-à-dire la variationde longueur qui correspond à la différence entre la longueur de mesure 1B lors d'une rupture de l'échantillon et la longueur de mesure initiale 1 : longueur de déchirement 1R = 1B - 1), cette augmentation étant supérieure à 200 % dans le cas de corps d'électrodes épais d'une épaisseur d'environ 2 mm

par rapport à des soudures classiques, notamment par rap-

port à ce qu'on appelle des liaisons "sandwich". Il en résulte également une diminution du nombre de rebuts lors de la fabrication et également une réduction des moyens

de contrôle de qualité des produits finaux.

En outre, on réduit fortement les temps de fabri-

cation du corps d'électrode conforme à l'invention sur lequel est soudée une mince barrette de décharge de courant du fait qu'en premier lieu le corps n'est pas soumis à empreinte avant le soudage, qu'en second lieu la barrette de décharge de courant n'a pas à être fendue ou dentée

avant le soudage ou bien ne doit pas subir d'autres trai-

tements préalables, qu'en troisième lieu aucune pièce de

tôle ne doit être fixée par soudage par points sur la bar-

rette de décharge de courant avant le soudage proprement dit, qu'en quatrième lieu, lors de l'exécution du soudage, une seule opération suffit et la liaison soudée ne doit plus être établie au moyen d'un grand nombre de points de

soudure.Du fait de cette réduction des temps de fabrica-

tion, on obtient une augmentation de la productivité.

Grâce aux temps de fabrication plus courts et à la diminu-

tion importante des rebuts ainsi qu'à la création d'une liaison très élastique entre le corps d'électrode et la barrette mince soudée ( adaptation à des variations de longueur supérieures à 5 mm, à la différence des liaisons

connues o on ne pouvait admettre au maximum que des varia-

tions de 1,5 mm), l'électrode de structure fibreuse con-

forme à l'invention, sur laquelle est soudée une mince barrette de décharge de courant, convient très bien pour

être utilisée non seulement dans des applications station-

naires mais également dans des piles de traction et des piles pour engins spatiaux, o elles sont soumises à des tests de vibrations particulièrement sévères, dans lesquels

les composants de la pile sont soumis à quinze Lois l'accé-

lération terrestre et plus et également à des sollicita-

tions alternées.

En pratique il s'est avéré à cet égard qu'un tel

corps d'électrode de structure fibreuse conforme à l'inven-

tion et sur lequel est soudée une mince barrette de déchar-

ge de courant ( tôle de nickel de 0,2 mm) peut résister, lors d'un essai de traction, pour une épaisseur du corps de 2,1 mm, à une force d'arrachement de 600 N à 700 L, avec

une longueur d'arrachement de 5 à 6 mm, et pour une épais-

seur du corps d'électrode de 1,2 mm, à une force d'arra-

chement de 400 i à 500 N, avec une longueur d'arrachement

de 2 à 3 mm.

Claims

REVENDICATIONS

1. Electrode de structure fibreuse, formée de fibres de matière plastique métallisées et sur laquelle est soudée une barrette mince de décharge de courant, notamment pour des piles à haute charge admissible, caractérisée en ce que le corps (12, 22, 32) de l'électrode de structure fibreuse a une épaisseur de 0,3 à 4 mm, la

barrette (11, 21, 31) de décharge de courant a une épaisseur com-

prise entre O,1 et 0,6 mm et la barrette de décharge de courant est enfoncée par pression dans le corps de

l'électrode de structure fibreuse de telle sorte qu'égale-

ment les parties les plus en relief de la barrette de décharge de courant soient situées en dessous de la surface comprimée de l'électrode de structure fibreuse, et la barrette de décharge de courant est enfoncée,

dans la zone recouvrant l'électrode, fortement et parallè-

lement à la surface correspondante de l'électrode de structure fibreuse, et il est prévu à la suite de la zone fortement enfoncée (14, 24, 34) de la barrette (11) de décharge de courant une seconde zone (15, 25, 35) de cette barrette, dans laquelle la barrette est inclinée vers le haut, avec une pente de 10 à 30 par rapport au côté inférieur de l'électrode de structure fibreuse, en direction du côté supérieur de cette électrode de structure fibreuse, il est prévu entre la première et la seconde zone une

transition graduelle sans coude, et le bord de la barret-

te qui entoure la seconde zone ne comporte aucun coude sur l'ensemble de son pourtour, le chant extrême du bord déformé de la barrette de décharge de courant rejoignant sur tout le pourtour la surface refoulée de l'électrode de structure fibreuse, tandis que la zone refoulée entourant la barrette de décharge de courant rejoint sans coude l'épaisseur normale de l'électrode de

structure fibreuse.

2. Electrode de structure fibreuse selon la reven-

dication 1, caractérisée en ce que le corps (12, 22; 32) de l'élec-

trode de structure fibreuse a une porosité comprise entre

% et 98 %.

3. Procédé de fabrication d'une électrode de struc- ture fibreuse selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avant uneopération de soudage, la barrette (11, 21, 31) de décharge de courant recouvre le corps (12, 22, 32) de l'électrode de structure fibreuse de 2 à 5 mm, en ce que, lors du soudage du corps de l'électrode de structure fibreuse

avec la barrette de décharge de courant, la barret-

te de décharge de courant est enfoncée par pression dans le corps de l'électrode de structure fibreuse de telle sorte qu'également les parties les plus en relief de la

barrette soient situées, après le processus de souda-

ge, en dessous de la surface de l'électrode de structure

fibreuse, une électrode supérieure de soudage (29) du dispo-

sitif de soudage étant avancée suffisamment loin au-dessus du bord, encore non comprimé, du corps de l'électrode

de structure fibreuse pour que cette électrode de sou-

dage produise, pendant le processus de soudage, un refoule-

ment de la matière fluide s'écoulant vers l'avant et des

parties du bain de fusion sur la barrette en direc-

tion de ladite matière en empêchant celle-ci de couler

vers le haut et/ou de fluer vers l'avant, et la barret-

te de décharge de courant est soumise, dans une zone supérieure o elle recouvre le corps de l'électrode de structure fibreuse, à une forte empreinte parallèlement à la surface inférieure dudit corps, et en ce que le soudage du corps de l'électrode de structure fibreuse

est effectué dans un domaine compris entre deux courbes-

limite, une des courbes-limite étant caractérisée par le réglage de force et de courant à la limite de collage et l'autre courbe-limite étant caractérisée par le réglage de force et de courant à la limite de pulvérisation de 18- sorte qu'on obtient une bonne qualité de soudage lors d'un soudage effectué dans un domaine compris entre la limite

de collage et la limite de pulvérisation.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fibres métallisées du corps de l'électrode

de structure fibreuse contiennent une âme en matière plas-

tique qui, pendant le processus de soudage, est vaporisée

et aspirée dans la zone de soudage.