FR2552268A1 - Totally enclosed hybrid cell housing - Google Patents

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FR2552268A1 FR8414125A FR8414125A FR2552268A1 FR 2552268 A1 FR2552268 A1 FR 2552268A1 FR 8414125 A FR8414125 A FR 8414125A FR 8414125 A FR8414125 A FR 8414125A FR 2552268 A1 FR2552268 A1 FR 2552268A1
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Abstract

Housing for alkaline electro-chemical hybrid cells with one gaseous reactant, specially metal oxide-hydrogen cells such as an Ni/H2 cell with a positive nickel oxide storage electrode and a negative hydrogen catalyst electrode, is made of light metal, based on aluminium or magnesium and contains several cell chambers. The inside of the housing, which has a cross-section with straight-line boundaries, is lined with an electrolyte resistant coating. Pref. housing (1) with two cell chambers to form a double cell is made of an upper (2) and a lower (3) part of symmetrical shape. The inside space (4) contains the compressed gas and the stack of electrodes (5). The pressurised gas is sealed by connecting the two parts along the joint (6) by welding or by an O-ring or a packing. The two stacks are joined through openings (13) in the partition (14) through pole connectors (15). Cooling channels are cast in the walls.

Description

Contrairement aux systèmes d'accumulateurs usuels, dans lesquels deux produits entrant en réaction sont stockés sous la forme d'une masse dans des plaques formant électrodes, il existe des systèmes dans lesquels l'un des deux produits entrant en réaction est stocké sous la forme d'un gaz. De tels systèmes hybrides sont par exemple les systèmes Ag/F2, Ni/N2 ou O2/cd.Actuellement c'est le système Ni/#2 qui présente la plus grande importance du point de vue technique ; ctest pourquoi on va le prendre en considération à titre d'exemple afin de donner des explications plus détaillées
Un élément au nickel/hydrogène (Ni@2) contient comme composants actifs, une électrode positive de stockage en oxy- de de nickel et de l'hydrogène gazeux en tant qu1élément négatif entrant en réaction et qui est amené à réaliser une réaction électrochimique par l'intermédiaire d'une électrode formant catalyseur à l'hydrogène.
Unlike the usual accumulator systems, in which two products entering into reaction are stored in the form of a mass in plates forming electrodes, there are systems in which one of the two products entering into reaction is stored in the form of a gas. Such hybrid systems are for example the Ag / F2, Ni / N2 or O2 / cd systems. Currently it is the Ni / # 2 system which is of greatest technical importance; This is why we will take it into consideration as an example in order to give more detailed explanations.
A nickel / hydrogen element (Ni @ 2) contains as active components a positive electrode for storage of nickel oxide and hydrogen gas as a negative element entering into reaction and which is brought about to carry out an electrochemical reaction by through an electrode forming a hydrogen catalyst.

Etant donné qu'il est nécessaire de disposer d'une capacité suffisante de batterie pour un poids faible et un volume réduit du récipient, il sBavbre nécessaire de stocker ] hy- drogène dans ce récipient sous une pression allant jusqu'à 107Pa et comprise en général entre 3.106 et 5.106pa.Ces exigences ont pour conséquence que, pour des questions de stabilité de forme, on n'a'utilisF jusqu'alors que des récipients d'éléments de forme semblable à une sphère et cylindriques ou desrdcipient d'éléments réalisés avec des formes combinés à partir de telles formes, et constitués par des tôles très résistantes du point de vue mécanique et résistantes du point de vue chimique, formées par exemple par des alliages de nickel-chrome ou par des aciers
Cr-Ni fortement alliés. Mais cette technologie impose des limites relativement étroites du point de vue de la liberté du choix de la forme.Afin de satisfaire à l'exigence de la meilleus uti- lisation possible de l'espace, il faut également réaliser les parties actives des éléments la plupart du temps sous la forme de disques cylindriques, ce qui présente cependant l'inconv6- nient d'une utilisation peu avantageuse du matériau lorsque les parties actives des éléments sont fabriquées, comme cela est usuel par des plaques ou sous la forme de bandes.
Since it is necessary to have sufficient battery capacity for a low weight and a reduced volume of the container, it is necessary to store the hydrogen in this container under a pressure of up to 107 Pa and included in generally between 3.106 and 5.106pa. These requirements mean that, for reasons of stability of form, hitherto only containers of elements with a shape similar to a sphere and cylindrical or containers of elements have been used. made with shapes combined from such shapes, and constituted by sheets which are very resistant from the mechanical point of view and resistant from the chemical point of view, formed for example by nickel-chromium alloys or by steels
Cr-Ni strongly allies. However, this technology imposes relatively narrow limits from the point of view of freedom of choice of shape. In order to satisfy the requirement of the best possible use of space, it is also necessary to produce the active parts of the elements. most of the time in the form of cylindrical discs, which however has the disadvantage of an unfavorable use of the material when the active parts of the elements are produced, as is usual by plates or in the form of strips.

De même le soudage des parties du récipient lors de l'assemblage de la cellule après l'insertion de l'empilage de plaques nécessite d'apporter une grande attention étant donné que d'une part il est requis d'obtenir une étanchéité vis-à-vis des gaz et ce conjointement avec une résistance permanente aux efforts alternés ou ondulés et que d'autre part les parties actives des éléments,çnii jouxtent étroitement la paroi du récipient et sont à l'intérieur de ce dernier,nepeu- vent pas supporter des températures élevées (montant en général seulement jusqu'à environ 1200C). Likewise, the welding of the parts of the container during assembly of the cell after the insertion of the stack of plates requires that great care be taken since, on the one hand, it is necessary to obtain a tight seal. vis-à-vis the gases and this in conjunction with a permanent resistance to alternating or wavy forces and that on the other hand the active parts of the elements, which closely adjoin the wall of the container and are inside the container, cannot withstand high temperatures (generally only up to around 1200C).

Une autre difficulté réside dans le fait que les pôles de l'élément doivent être disposés de manière à traverser la paroi du récipient d'une manière étanche au gaz et en étant électriquement isolés. En ce qui concerne le récipient, il faut à cet effet fixer des oeillets par soudage ou bien faire ressortir extérieurement des douilles, dans lesquelles les parties des traversées électriques sont insérées. Another difficulty lies in the fact that the poles of the element must be arranged so as to pass through the wall of the container in a gas-tight manner and being electrically isolated. With regard to the container, it is necessary for this purpose to attach eyelets by welding or to bring out externally sockets, into which the parts of the electrical bushings are inserted.

En outre il est fréquemment nécessaire de réaliser un refroidissement des éléments au Ni/H2. Si par exemple un tel élément est soumis à une décharge de courant intense ou à une surchage d'assez longue durée, il peut se produire un accroîs- sement notable de la température qui doit être limitée au moyen d'un refroidissement. Sans ce refroidissement il peut se produire un endommagement de-parties (matière plastique) des éléments, mais également une condensation de vapeur d'eau sur les parois du récipient et par conséquent une altération du système de l'électrolyte, ce qui conduit à nouveau à une défaillance de l'élément et en outre le rendement lors de la charge de l'électronickel à des températures supérieures à 350C diminue fortement. In addition, it is frequently necessary to cool the elements with Ni / H2. If, for example, such an element is subjected to an intense current discharge or to a relatively long overload, there can be a noticeable increase in temperature which must be limited by means of cooling. Without this cooling, there may be damage to parts (plastic) of the elements, but also condensation of water vapor on the walls of the container and consequently damage to the electrolyte system, which again leads to a failure of the element and furthermore the efficiency when charging the electronickel at temperatures above 350C decreases sharply.

Toe prcblemes indiqués ne concernaient jusqu'à présent que les él#t##Lsindividuels. Nais si, dans le cadre d'applications techniques, il faut obtenir des puissances et des capacités plus importantes que dans le cas d'éléments individuels, il est in dispensable de brancher plusieurs éléments individuels en série et/ou. en parallèle et de les empiler dans un espace reserré. De ce fait il se présente de nouvelles difficultés du point de vue de la densité de montage, des liaisons électriques entre les éléments, de l'évacuation de chaleur et des supports mécaniques. Toe prcblemes indicated up to now only concerned individual individuals. Even if, in the context of technical applications, it is necessary to obtain higher powers and capacities than in the case of individual elements, it is essential to connect several individual elements in series and / or. in parallel and stack them in a tight space. As a result, new difficulties arise from the point of view of mounting density, electrical connections between the elements, heat dissipation and mechanical supports.

C'est pourquoi le problème de l'invention consiste à trouver un récipient, résistant à la pression pour un éld- ment hybride comportant un produit gazeux entrant en réaction, et qui soit simple et bon marché à fabriquer et qui, pour un faible poids, possède une bonne stabilité mécanique et pour lequel il existe une bonne utilisation de l'espace par suite de l'existence de bonnes possibilités de rangement en série des éléments et dans lequel il existe une bonne action de refroidissement. This is why the problem of the invention consists in finding a container, resistant to pressure for a hybrid element comprising a gaseous product entering into reaction, and which is simple and inexpensive to manufacture and which, for a low weight. , has good mechanical stability and for which there is a good use of space as a result of the existence of good storage possibilities in series of the elements and in which there is a good cooling action.

Le problème est résolu conformément à l'invention dans un récipient, résistant à la pression, pour des éléments hybrides électrochimiques alcalins contenant un produit gazeux entrant en réaction, notamment pour des éléments incluant un oxyde métallique et de l'hydrogène, par le fait aue le récipient est constitué en un métal léger à base de magnésium ou d'aluminium et contient plusieurs chambres pour les éléments. The problem is solved in accordance with the invention in a container, resistant to pressure, for alkaline electrochemical hybrid elements containing a gaseous product entering into reaction, in particular for elements including a metal oxide and hydrogen, by the fact that the container is made of a light metal based on magnesium or aluminum and contains several chambers for the elements.

La solution réside dans le fait que, la place des récipients cylindriques ou ronds utilisés jusqu'alors, on utilise un récipient en métal léger qui, tout comme un bloc-cylindresd'un moteur à combustion interne, contient plusieurs chambres pour éléments, disposées les unes à côté des autres. The solution lies in the fact that, instead of the cylindrical or round containers used until now, a light metal container is used which, like a cylinder block of an internal combustion engine, contains several chambers for elements, arranged the side by side.

Le récipient doit posséder de préférence un contour en projection possédant des lignes de limitation ou de contour droites, ce qui fournit des surfaces planes permettant une bonne disposition côte-à-côte de plusieurs récipients. La réalisation du récipient en métal léger à base de magnésium ou d'aluminium permet une grande liberté de conformation lors de la fabrication du récipient et permet une bonne évacuation de la chaleur.The container should preferably have a projecting contour having straight boundary or contour lines, which provides planar surfaces allowing good side-by-side arrangement of several containers. The realization of the light metal container based on magnesium or aluminum allows great freedom of conformation during the manufacture of the container and allows good heat dissipation.

La réalisation du récipient est effectuée conformément aux pro cédés généraux de fabrication d'objets en métal léger, par exemple par matriçage ou coulée, ce dernier procédé étant préféré. Le métal léger utilisé pour la fabrication du récipient devrait posséder une résistance élevée à la traction, une limite d'élasticité élevée ainsi qu'un allongement élevé à la rupture et être aussi résistant que cela est possible à l'électrolyte (en général du KOH). En raison de leur faible densité ainsi que de leur bonne résistance au KOH, il s'avère particulièrement approprié d'utiliser des alliages à base de magnésium notamment l'alliage MgAl 9 Zn 1, mais également l'alliage MgZn4SBZR1 (SE étant l'abbréviation utilisée pour les terres rares).Dans le cas où un alliage ne possède pas une résistance suffisante vis-à-vis de l'électrolyte, les parois intérieures des chambres pour les éléments peuvent être munies d'un revêtement organique d'une résistance appropriée, par exewe ple un émail au caoutchouc chloré.The container is produced in accordance with the general methods of manufacturing light metal objects, for example by stamping or casting, the latter method being preferred. The light metal used for the manufacture of the container should have a high tensile strength, a high yield strength as well as a high elongation at break and be as resistant as possible to the electrolyte (usually KOH ). Due to their low density as well as their good resistance to KOH, it is particularly suitable to use magnesium-based alloys in particular the alloy MgAl 9 Zn 1, but also the alloy MgZn4SBZR1 (SE being the abbreviation used for rare earths). In the event that an alloy does not have sufficient resistance to the electrolyte, the interior walls of the chambers for the elements may be provided with an organic coating of resistance suitable, for example a chlorinated rubber enamel.

La réalisation du récipient en un métal léger permet en outre, en raison de la grande liberté de conformation, d'obtenir une action de refroidissement particulièrement bonne. The realization of the container in a light metal also allows, due to the great freedom of conformation, to obtain a particularly good cooling action.

Ainsi il est possible,dans le cas de récipients coulés, de ménager directement lors de la coulée, dans la paroi du récipient, des canaux de refroidissement dans lesquels un milieu fluide, en général de l'eau de refroidissement, peut circuler pour réaliser ltévacuation de la chaleur. Mais il est également possible, en particulier lorsqu'une puissance de refroidissement pas trop importante est requise, d'équiper le récipient d'ailettes de refroidissement réalisées par coulée, et qui accroIs- sent la surface du récipient dans le sens de l'obtention d'un meilleur refroidissement. Il est particulièrement avantageux que le récipient soit muni d'évidements réalisés sous la forme de canaux de refroidissement sur au moins l'une de ses parois extérieures. Si ces évidements sont fermés par un couvercle, on obtient d'une façon simple des canaux de refroidissement.Thus it is possible, in the case of poured containers, to provide directly during pouring, into the wall of the container, cooling channels in which a fluid medium, generally cooling water, can circulate to carry out the evacuation heat. However, it is also possible, in particular when a not too great cooling power is required, to equip the container with cooling fins produced by casting, and which increase the surface of the container in the direction of obtaining better cooling. It is particularly advantageous for the container to be provided with recesses produced in the form of cooling channels on at least one of its outer walls. If these recesses are closed by a cover, cooling channels are obtained in a simple manner.

En outre il est possible de visser l'un à l'autre deux récipients comportant des évidements disposés symétriquement et de réaliser ainsi les canaux de refroidissement entre les deux récipients
En raison de l'épaisseur de paroi assez importante, qui est rendue possible par suite du faible poids du métal léger, il est en outre possible de réaliser le récipient en deux parties qui peuvent dtre assemblées moyennant l'interposition d'une garniture d'étanchéité usuelle qui peut être constituée par exemple par des garnitures d'étanchéité en forme de cordon plat ou torique formé par des métaux tels que le cuivre ou l'indium, des élastomères tels que le caoutchouc (chloré), des plastomêres tel que le polytétrafluoroéthylène, ou par des garnitures d'étanchéité en forme de manchons md talliques remplis de gaz.Dans ce cas il est possible de suppri- mer le soudage onéreux des parties du récipient Mais même lorsque le récipient doit être réalisé par soudage, la réalisé sation dudit récipient en métal léger présente des avantages étant donné que la température servant à réaliser la fusion du métal léger est située nettement au-dessous de la température qui est nécessaire pour le soudage d'alliages de nickel et de chrome. Il est cependant préféré d'utiliser la liaison des parties du récipient moyennant l'interposition d'une garniture d'étanchéité, par exemple par vissage, étant donné que de tels récipients peuvent être aisément démontés et à nouveau utilisués.
In addition it is possible to screw one to the other two containers having recesses arranged symmetrically and thus to produce the cooling channels between the two containers
Due to the fairly large wall thickness, which is made possible by the light weight of the light metal, it is also possible to produce the container in two parts which can be assembled by means of the interposition of a gasket. usual seal which can be constituted for example by packings in the form of a flat or toric bead formed by metals such as copper or indium, elastomers such as rubber (chlorinated), plastomers such as polytetrafluoroethylene , or by gaskets in the form of metal sleeves filled with gas. In this case it is possible to eliminate expensive welding of the parts of the container. But even when the container has to be produced by welding, the production of said container light metal container has advantages since the temperature for melting the light metal is well below the temperature that is required for welding nickel and chromium alloys. It is however preferred to use the connection of the parts of the container by means of the interposition of a seal, for example by screwing, since such containers can be easily disassembled and used again.

D'autres caractéristiques et avantages de la prd- sente invention ressortiront de la description donnée ci-après prises en référence aux dessins annexés, sur lesquels
la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un récipient comportant deux chambres pour éléments
la figure 2 représente une vue en plan au niveau du plan de séparation I-I du récipient qui est prévu pour loger deux empilages d'électrodes cylindiques
la figure 3 représente une vue en plan au niveau du plan de séparation I...1 du récipient pour un empilage d'électro des prismatiques;
la figure 4 représente une vue en plan d'un bloc d'éléments, qui porte des évidements en forme de canaux de refroidissement sur sa paroi extérieure
la figure 5 représente une vue en perspective d'un récipient comportant des nervures ou ailettes de refroidissement
la figure 6 représente une coupe partielle d'un récipient prévu pour un éliment double comportant deux empilages d'électrodes branchés en série pour chaque chambre prévue pour leséléments
La figure 1 représente un récipient comportant deux chambres pour éléments, réalisé sous la forme d'un élément double. Le récipient 1 est subdivisé en une partie supérieure 2 et en une partie inférieure 3, ces deux moitiés étant réalisées de façon pratiquement symétrique.L'espace intérieur 4 contient le gaz comprimé ainsi que l'empilage d'électrodes 5 dont la forme est adaptée à l'espace intérieur. La subdivision approximative symatrique du récipient est particulièrement appropriée du point de vue de la technique de fabrication, étant donné qu'elle permet la fabrication de deux ébauches des parties du récipient avec un outil.
Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below taken with reference to the appended drawings, in which
FIG. 1 represents a longitudinal section of a container comprising two chambers for elements
2 shows a plan view at the level of the separation plane II of the container which is intended to accommodate two stacks of cylindrical electrodes
3 shows a plan view at the level of the separation plane I ... 1 of the container for an electro stack of prismatics;
FIG. 4 represents a plan view of a block of elements, which has recesses in the form of cooling channels on its outer wall
FIG. 5 represents a perspective view of a container comprising ribs or cooling fins
FIG. 6 represents a partial section of a container intended for a double element comprising two stacks of electrodes connected in series for each chamber provided for the elements
FIG. 1 represents a container comprising two chambers for elements, produced in the form of a double element. The container 1 is subdivided into an upper part 2 and a lower part 3, these two halves being produced in a practically symmetrical manner. The interior space 4 contains the compressed gas as well as the stack of electrodes 5 whose shape is adapted to the interior space. The approximate symmetrical subdivision of the container is particularly suitable from the point of view of the manufacturing technique, since it allows the fabrication of two blanks of the parts of the container with one tool.

La figure 2 représente à titre d'exemple la coupe transversale d'un récipient prévu pour un empilage cylindrique d'éléments et la figure 3 représente la même coupe transversale pour un empilage d'éléments prismatiqus. On peut voir nettement que dans le cas de la réalisation prismatique, on dispose d'un espace utile plus important, pour les dimensions extérieures identiques. Figure 2 shows by way of example the cross section of a container provided for a cylindrical stack of elements and Figure 3 shows the same cross section for a stack of prismatic elements. It can be clearly seen that in the case of the prismatic embodiment, there is a larger useful space, for identical external dimensions.

L'espace intérieur 4 contenant le gaz sous pression doit être fermé de façon étanche par rapport à l'atmosphère extérieure, en raison de la pression élevée de l'hydrogène. The interior space 4 containing the pressurized gas must be sealed in relation to the exterior atmosphere, due to the high pressure of the hydrogen.

Ceci est réalisé dans le cas le plus simple par soudage au niveau du joint de séparation 10 des deux parties du récipient.This is achieved in the simplest case by welding at the separation joint 10 of the two parts of the container.

Cependant on peut réaliser l'étanchéité également à l'aide d'autres moyens ou procédés d'étanchéification, comme par exemple au moyen de l'insertion d'un joint torique commun constitué en un matériau approprié, dans la surface en renfoncement (7) (figure 2) ou 8 (figure 3) ou bien au moyen de garnitures d'étanchéité planes analogues à un joint de culasse. Si les deux moitiés du récipient sont fermées de fanon étanche vers l'extérieur par des garnitures d'étanchéité, il est nécessaire de les serrer l'une contre l'autre à l'aide detirants ou analogues. De tels tirants peuvent être par exemple introduits dans des trous 9 formés par coulée (figure 2).Les deux empilages d'éléments, situés dans les deux chambres pour éléments, peuvent être reliés entre eux à l'aide d'organes 15 de liaison électriques des pôles, par l'intermédiaire d'orifices 13 ména gés dans les parois intercalaires 14 Cependant les orifices peuvent être également éventuellement isolés électriquement et être réalisés de manière à être étanches aux liquides.However, sealing can also be carried out using other sealing means or methods, such as for example by inserting a common O-ring made of an appropriate material, into the recessed surface (7 ) (Figure 2) or 8 (Figure 3) or by means of flat gaskets similar to a cylinder head gasket. If the two halves of the container are sealed with the dewlap outwards by gaskets, it is necessary to tighten them one against the other using pullers or the like. Such tie rods can for example be introduced into holes 9 formed by pouring (FIG. 2). The two stacks of elements, located in the two chambers for elements, can be connected together by means of connecting members. electrical poles, through orifices 13 housed in the intermediate walls 14 However, the orifices can also be optionally electrically insulated and be made so as to be liquid-tight.

Comme cela ressort en outre des figures 2 et 3, des canaux 10, dans lesquels les milieux servant à refroidir ou à chauffer les éléments peuvent circuler, sont ménagés dwune manière très simple à proximité directe des parois intérieures du récipient. Ceci est particulièrement avantageux étant donné que de ce fait un transfert thermique très intense est posai ble entre l'intérieur d'un élément et le fluide caloporteur, sans que ceci ne requiert un espace supplémentaire.Comme le montre la figure 4, on peut également prévoir, à la place de canaux intérieurs de refroidissement ou de chauffage, également de tels canaux disposés extérieurement, par le fait que l'on prévoit sur la paroi extérieure du récipient, des évide- ments correspondants qui possèdent la forme de canaux de refroidissement. Une telle solution est particulièrement avantageuse du point de vue prix étant donné que les évidements correspondants peuvent être déjà réalisés sans dépense extrêmement élevée lors de la coulée ou bien au cours du reste de la fabrication du récipient. Si l'on ferme alors la paroie extérieure munie des évidements au moyen d'un couvercle, on réalise de façon simple des canaux de refroidissement fermés à l'état terminé.Cependant il est également possible de visser l'un à l'autre deux récipients comportant des évidements correspondants disposés de façon symétrique et de telle sorte que la section transversale d'écoulement des canaux, qui est nécessaire pour le refroidissement, est répartie en épaisseur entre les deux blocs d'éléments juxtaposés. As is further apparent from FIGS. 2 and 3, channels 10, in which the media used to cool or heat the elements can circulate, are arranged very simply in direct proximity to the interior walls of the container. This is particularly advantageous since therefore a very intense thermal transfer is posai ble between the interior of an element and the heat transfer fluid, without this requiring additional space. As shown in FIG. 4, it is also possible to provide, in place of internal cooling or heating channels, also such externally arranged channels, by the fact that there are provided on the external wall of the container, corresponding recesses which have the form of cooling channels. Such a solution is particularly advantageous from the price point of view since the corresponding recesses can already be made without extremely high expense during casting or during the rest of the manufacture of the container. If you then close the outer wall with the recesses by means of a cover, you can easily create closed cooling channels in the finished state. However, it is also possible to screw one to the other. containers having corresponding recesses arranged symmetrically and in such a way that the cross-sectional flow of the channels, which is necessary for cooling, is distributed in thickness between the two blocks of juxtaposed elements.

La figure 5 représente un récipient comportant des nervuresou ailettes de refroidissement. Au lieu des ailettes horizontales ici représentées, on peut naturellement utiliser également des ailettes verticales ou obliques en fonction des exigences. De même on peut disposer d'une fa çon très avantageuse et peu encombrante, côte-à-côte, des récipients comportant des ailettes de refroidissement. Mais d'une manière générale dans le cas de la juxtaposition d'un grand nombre de récipients, il faut déjà préférer, pour l'obtention d'un meilleur refroidissement, des récipients à paroi lisse utilisant un refroidissement par liquide.Cependant, dans tous les cas, le contour possédant des lignes droites de limitation, dont naturellement les bords peuvent être arrondis, permet dans le cas de la fabrication d'un ensemble composite formé de plusieurs récipients, une utilisation de l'espace qui est nettement meilleurs que dans le cas des récipients cylindriques ou sphériques utilisés jusqu'alors. Figure 5 shows a container with ribs or cooling fins. Instead of the horizontal fins shown here, it is of course also possible to use vertical or oblique fins depending on the requirements. Similarly, it is possible to have a very advantageous and space-saving way, side-by-side, of containers comprising cooling fins. However, in general, in the case of the juxtaposition of a large number of containers, it is already necessary to prefer, for obtaining better cooling, smooth-walled containers using liquid cooling. However, in all the case, the outline having straight lines of limitation, whose edges can naturally be rounded, allows in the case of the manufacture of a composite assembly formed of several containers, a use of the space which is clearly better than in the case of cylindrical or spherical containers used until now.

La figure 6 représente un élément double comportant deux empilages d'électrodes branchés en série. Cet élément double est constitué par deux empilages disposés côte-à-côte et qui sont logés dans les deux chambres pour éléments d'un récipient. Il peut se présenter des difficultés par le fait que l'électrolyte peut s'écouler depuis l'empilage supérieur d'éléments, dans l'empilage inférieur d'éléments. Dans le cas du récipient représenté sur la figure 6, ceci peut être empêché d'une manière simple grâce au fait qu'on insère, entre la moitié supérieure 22 du récipient et la moitié inférieure 23 dudit récipient, une garniture d'étanchéité 24 en forme de plaque dans laquelle sont ménagés les passages correspondants 25 des pôles.La faible résistance de la garniture d'étanchéi té en matière plastique 24 n'est pas gênante dans ce cas étant donné que les éléments sont chargés ou déchargés tous ensemble et qu'il règne par conséquent la même pression à l'intérieur des deux chambres pour éléments Ciest pour cette raison que l'on peut également choisir, dans un rdciplentD une épaisseur plus faible pour la paroi située entre les deux chambres pour éléments, si bien que dans le cas de l'utiliser tion d'un récipient comportant de nombreuses chambres pour éléments, on obtient une dconomie supplémentaire de poids. FIG. 6 represents a double element comprising two stacks of electrodes connected in series. This double element is constituted by two stacks arranged side by side and which are housed in the two chambers for elements of a container. Difficulties may arise from the fact that the electrolyte can flow from the upper stack of elements, into the lower stack of elements. In the case of the container shown in FIG. 6, this can be prevented in a simple manner by virtue of the fact that between the upper half 22 of the container and the lower half 23 of said container, a sealing gasket 24 is inserted. form of plate in which the corresponding passages 25 of the poles are formed. The low resistance of the plastic seal 24 is not a problem in this case since the elements are loaded or unloaded all together and that there is therefore the same pressure inside the two chambers for elements Ciest for this reason that one can also choose, in a rdciplentD a smaller thickness for the wall located between the two chambers for elements, so that in in the case of using a container having numerous chambers for elements, an additional saving in weight is obtained.

Sur la figure 6 on a encore représenté le fait que les deux empilages d'éléments, qui sont situés dans les chambres pour éléments, sont reliés entre eux par un organe 15 de liaison entre pôles qui traverse d'une manière électriquement isolée et étanche aux fluides, la garniture d'étanchéité 16 montée dans la paroi de séparation située entre les deux chambres pour éléments.FIG. 6 also shows the fact that the two stacks of elements, which are located in the chambers for elements, are interconnected by a pole-connecting member 15 which passes through in an electrically insulated and sealed manner. fluids, the seal 16 mounted in the partition wall located between the two chambers for elements.

Comme cela ressort des figures 1,3 et 6, les surfaces intérieures des chambres pour les éléments sont légèrement cintrées. Ceci est avantageux étant donné que, sur la base de la science ayant trait à la résistance des matériaux, une épaisseur de paroi nettement plus faible est nécessaire même dans le cas de surfaces seulement légèrement cintrées en vis-à vis de surfaces planes. As shown in Figures 1,3 and 6, the interior surfaces of the chambers for the elements are slightly curved. This is advantageous since, on the basis of science relating to the strength of materials, a significantly smaller wall thickness is necessary even in the case of only slightly curved surfaces opposite to flat surfaces.

Le plan de séparation I. .1 représenté sur la figure 1 doit être disposé avantageusement dans le plan de symé- trie étant donné que de ce fait seule doit être fabriquée une pièce coulée ou emboutie, si 1 on néglige de petites différen- ces. Ceci permet de faire l'économie de coûts pour des moules et d'accroître le nombre des pièces produites, ce qui contribue à réduire le coût. Le plan de séparation peut cependant être également situé dans une autre position, par exemple également dans une position diagonale.Naturellement, en particulier dans le cas de la fabrication de nombres de pièces importants, c'est-à-dire lorsque l'on fabrique simultanément plusieurs pièces de forme moulées, il est possible de disposer le plan de séparation en n'importe quelle autre position, par exemple dans une position très élevée, et de réaliser l'autre moitié du récipient pratiquement simplement sous la forme d'un couvercle. Une subdivision en plusieurs parties du récipient, comme par exemple en une pièce centrale et deux couvercles, est possible. The separation plane I. .1 shown in FIG. 1 should advantageously be arranged in the plane of symmetry since, therefore, only a cast or stamped part must be produced, if small differences are neglected. This saves costs for molds and increases the number of parts produced, which helps reduce the cost. The separation plane can however also be located in another position, for example also in a diagonal position. Naturally, in particular in the case of the manufacture of large numbers of parts, that is to say when one manufactures simultaneously several molded parts, it is possible to arrange the separation plane in any other position, for example in a very high position, and to make the other half of the container practically simply in the form of a lid . A subdivision into several parts of the container, for example into a central part and two lids, is possible.

De même la fabrication décrite de récipients n'est pas limitée au type représenté sous la forme d'un élément ou d'une cellule double, mais un récipient peut, selon les exigences requises, contenir également plusieurs chambres pour éléments disposées d'une manière quelconque les unes à côté des autres, auquel cas naturellement on peut également utiliser des récipients dont le contour diffère du contour rectangulaire et se présentant par exemple sous la forme de cellules en nid d'abeilles.  Likewise, the described manufacture of containers is not limited to the type represented in the form of an element or of a double cell, but a container can, depending on the requirements, also contain several chambers for elements arranged in a manner any one next to the other, in which case of course it is also possible to use containers whose outline differs from the rectangular outline and which is, for example, in the form of honeycomb cells.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Récipient, résistant à la pression, pour des éléments hybrides électrochimiques alcalins comportant un produit gazeux entrant en réaction , notamment pour des élé- ments à oxyde métallique-hydrogène, caractérisé en ce que le récipient (1) est constitué en un métal léger à base de ma gnésium ou d'aluminium et contient plusieurs chambres pour éléments. 1. Container, resistant to pressure, for alkaline electrochemical hybrid elements comprising a gaseous product entering into reaction, in particular for elements with metal oxide-hydrogen, characterized in that the container (1) consists of a light metal based on my gnesium or aluminum and contains several chambers for elements. 2. Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il possède un contour en projection muni de lignes droites de limitation. 2. Container according to claim 1, characterized in that it has a projecting contour provided with straight lines of limitation. 3. Récipient selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'intérieur (4) du récipient (1) ou des chambres pour éléments est muni d'un revêtement résistant à l'électrolyte. 3. Container according to one of claims 1 or 2, characterized in that the interior (4) of the container (1) or chambers for elements is provided with a coating resistant to the electrolyte. 4. Récipient selon les revendications 1 à 38 prises dans l'ensemble, caractérisé en ce qu'il est constitué par deux ou plusieurs parties (22,23) reliées entre elles moyennant l'interposition de garnitures d'étanchéité (24).  4. Container according to claims 1 to 38 taken as a whole, characterized in that it consists of two or more parts (22,23) interconnected by means of the interposition of seals (24). 5. Récipient selon les revendications 1 à 4 prises dans l'ensemble, caractérisé en ce que la paroi du récipient (1) est munie de canaux de refroidissement (10) réalisés par coulée. 5. Container according to claims 1 to 4 taken as a whole, characterized in that the wall of the container (1) is provided with cooling channels (10) produced by casting. 6. Récipient selon les revendications 1 à ss prises dans l'ensemble, caractérisé en ce qu'il est muni d'ailettes de refroidissement sur sa face extérieure. 6. Container according to claims 1 to ss taken as a whole, characterized in that it is provided with cooling fins on its outer face. 7. Récipient selon les revendication 1 à 4 prises dans l'ensemble, caractérisé en ce qu'il est muni, au moins sur l'une de ses parois extérieures, d'évidements réalisés sous la forme de canaux de refroidissement et qui forment, en liaison avec un couvercle ou avec un second récipient, des canaux de refroidissement fermés.  7. Container according to claims 1 to 4 taken as a whole, characterized in that it is provided, at least on one of its outer walls, with recesses produced in the form of cooling channels and which form, in connection with a cover or with a second container, closed cooling channels.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020079705A1 (en) 2018-10-16 2020-04-23 Chairman, Defence Research & Development Organisation (DRDO) A secondary prismatic alkaline battery twin cell

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225295A (en) * 1992-01-29 1993-07-06 Hughes Aircraft Company Bi-cell electrical storage battery
DE102014203715B4 (en) * 2014-02-28 2023-06-15 Robert Bosch Gmbh Efficiently coolable housing for a battery module
DE102017127807B4 (en) 2017-11-24 2019-06-27 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery device for an at least partially electrically operated motor vehicle
DE102017129525A1 (en) * 2017-12-12 2019-06-13 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Battery device for an at least partially electrically operated motor vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4189527A (en) * 1979-01-17 1980-02-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Spherical heat pipe metal-hydrogen cell
EP0043634A1 (en) * 1980-06-30 1982-01-13 International Telecommunications Satellite Organisation Metal-oxide-hydrogen cell

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3544375A (en) * 1967-05-22 1970-12-01 Samuel Ruben Rechargeable fuel cell
DE1948646A1 (en) * 1968-09-30 1970-04-09 Gen Electric Secondary element
US3669744A (en) * 1971-02-25 1972-06-13 Tsenter Boris I Hermetically sealed nickel-hydrogen storage cell
US4115630A (en) * 1977-03-17 1978-09-19 Communications Satellite Corporation Metal-hydrogen battery
DE3122201C1 (en) * 1981-06-04 1982-11-11 Deutsche Automobilgesellschaft Mbh, 3000 Hannover Closure and method for closing the filling line of a metal oxide/hydrogen cell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4189527A (en) * 1979-01-17 1980-02-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Spherical heat pipe metal-hydrogen cell
EP0043634A1 (en) * 1980-06-30 1982-01-13 International Telecommunications Satellite Organisation Metal-oxide-hydrogen cell

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, vol. 122, no. 1, janvier 1975, pages 4-11, Manchester, NH, US; J.GINER et al.: "The sealed nickel-hydrogen secondary cell" *
POWER SOURCES SYMPOSIUM PROCEEDINGS, vol. 26, 1976, pages 128-130; H.H.ROGERS: "Oxygen accumulation and electrolyte loss in nickel hydrogen cells" *
POWER SOURCES SYMPOSIUM PROCEEDINGS, vol. 27, 1976, pages 131-135; W.LUFT et al.: "Nickel-hydrogen battery packaging development" *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020079705A1 (en) 2018-10-16 2020-04-23 Chairman, Defence Research & Development Organisation (DRDO) A secondary prismatic alkaline battery twin cell
US20210344049A1 (en) * 2018-10-16 2021-11-04 Chairman, Defence Research & Development Organisation (DRDO) A secondary prismatic alkaline battery twin cell
EP3867961A4 (en) * 2018-10-16 2022-08-03 Chairman, Defence Research & Development Organisation (DRDO) A secondary prismatic alkaline battery twin cell

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Publication number Publication date
DE3333475C1 (en) 1985-01-10
FR2552268B1 (en) 1987-04-17

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