FR2604303A1 - METAL HYDRIDE ACCUMULATOR AND METHOD FOR PRODUCING ELECTRICITY USING THE SAME - Google Patents

Abstract

ACCUMULATEUR ELECTROCHIMIQUE 10 COMPRENANT UN HYDRURE METALLIQUE COMME COMPOSE REAGISSANT CATHODIQUE 22 ET UN METAL ALCALIN OU ALCALINO-TERREUX COMME COMPOSE REAGISSANT ANODIQUE 24 SEPARES PAR UN SEPARATEUR 26 PERMETTANT LE PASSAGE SELECTIF DES IONS HYDROGENES, QUI EST UN SEL ELECTROLYTIQUE ENFERME ENTRE UNE PAIRE D'ELECTRODES METALLIQUES SOLIDES 14, 16. LE CHAUFFAGE DE L'ACCUMULATEUR POUR FONDRE L'HYDRURE METALLIQUE PERMET A L'HYDROGENE DE CAPTER DES ELECTRONS LORSQU'IL PENETRE DANS L'ELECTROLYTE ET DE PERDRE DES ELECTRONS LORSQU'IL QUITTE L'ELECTROLYTE, UN CIRCUIT EXTERNE 40 ETANT ETABLI PAR RACCORDEMENT DES ELECTRODES METALLIQUES 36 ET 12 OU 36 ET 18.ELECTROCHEMICAL ACCUMULATOR 10 INCLUDING A METALLIC HYDRIDE AS A CATHODIC REACTING COMPOUND 22 AND AN ALKALINE OR ALKALINO-EARTH METAL AS ANODIC REACTING COMPOUND 24 SEPARATED BY A SEPARATOR 26 ALLOWING THE SELECTIVE PASSAGE OF HYDRO ELECTRIC IONS OF A SERME, WHICH IS A PAIR OF HYDROGENES IN AN ELECTRICAL SEPARATOR 26 METAL SOLIDS 14, 16. HEATING THE ACCUMULATOR TO MELT THE METAL HYDRIDE ALLOWS THE HYDROGEN TO CAPTURE ELECTRONS WHEN IT ENTERS THE ELECTROLYTE AND LOSE ELECTRONS WHEN IT LEAVES THE ELECTROLYTE, A CIRCUIT EXTERNAL 40 BEING ESTABLISHED BY CONNECTING METAL ELECTRODES 36 AND 12 OR 36 AND 18.

Description

La présente invention concerne de façon générale un accumu-The present invention relates generally to an accumulator

lateur à hydrure métallique et un procédé de production d'électri-  metal hydride reader and a method for producing electric

cité l'utilisant. Plus particulièrement, l'invention concerne un  cited using it. More particularly, the invention relates to a

accumulateur (batterie secondaire) employant un séparateur à sélec-  accumulator (secondary battery) using a selective separator

tivité ionique dans lequel le parcours du courant est établi par  ion activity in which the current path is established by

passage d'une espèce ionisable à travers la membrane sous un poten-  passage of an ionizable species through the membrane under a poten-

tiel électrochimique.electrochemical.

Les accumulateurs utilisent des réactions électrochimiques très réversibles qui leur permettent d'être rechargés plusieurs  Accumulators use very reversible electrochemical reactions which allow them to be recharged several times

fois. Pendant la phase de décharge, l'accumulateur fournit du cou-  time. During the discharge phase, the accumulator provides

rant par suite d'une différence de potentiel électrochimique qui  due to a difference in electrochemical potential which

entraîne les électrons à travers une charge. Les électrons sont pro-  drives the electrons through a charge. The electrons are pro-

duits à l'anode, o une oxydation s'effectue, et traversent la  at the anode, where oxidation takes place, and pass through the

charge pour atteindre une cathode, o une réduction s'effectue.  charge to reach a cathode, where a reduction takes place.

Lorsque les espèces réagissantes sont consommées, la tension et le courant diminuent et, à un certain point, il est nécessaire de recharger l'accumulateur. La recharge est effectuée par application d'une alimentation externe à travers les bornes de l'accumulateur pour inverserla réaction électrochimique. Pendant la recharge,  When the reacting species are consumed, the voltage and current decrease and, at some point, it is necessary to recharge the battery. Recharging is carried out by applying an external power supply across the battery terminals to reverse the electrochemical reaction. During charging,

l'anode devient une cathode et la cathode devient l'anode.  the anode becomes a cathode and the cathode becomes the anode.

Les accumulateurs sont utilisés dans des applications très diverses o il est nécessaire de stocker l'énergie. L'application la plus évidente est probablement l'automobile o un accumulateur est  Accumulators are used in a wide variety of applications where it is necessary to store energy. The most obvious application is probably the automobile where an accumulator is

utilisé pour alimenter le démarreur, les éclairages et les instru-  used to power the starter, lights and instruments

ments. D'autres utilisations particulièrement importantes pour l'invention comprennent l'emploi comme source d'énergie pour les véhicules électriques, l'emploi comme source d'énergie de pointe pour les générateurs d'énergie fixes et l'emploi comme source  ment. Other particularly important uses for the invention include use as an energy source for electric vehicles, use as a peak energy source for stationary energy generators and use as a source

d'énergie pour les vaisseaux spatiaux.  energy for spacecraft.

L'utilité et l'efficacité d'un accumulateur peuvent être mesurées selon plusieurs critères. La densité massique est l'énergie  The usefulness and efficiency of an accumulator can be measured according to several criteria. Mass density is energy

totale fournie par unité de poids de l'accumulateur et est particu-  total supplied per unit weight of the accumulator and is particu-

lièrement importante dans les véhicules et les vaisseaux spatiaux o il faut réduire le poids au minimum. La densité de puissance est la capacité de fournir un courant important pendant une période brève  This is particularly important in vehicles and spacecraft where weight should be kept to a minimum. Power density is the ability to supply large amounts of current for a short period of time

et est en relation inverse de la résistance interne de l'accumula-  and is in inverse relation to the internal resistance of the accumu-

teur. Une densité de puissance élevée est particulièrement impor-  tor. A high power density is particularly important.

tante dans les accumulateurs utilisés pour fournir l'énergie de  aunt in the accumulators used to supply the energy of

pointe des générateurs d'énergie fixes. et dans des applications spa-  advanced fixed energy generators. and in spa- applications

tiales particulières. D'autres caractéristiques importantes dans la conception des accumulateurs sont la robustesse et la sécurité. Les  particular subsidiaries. Other important features in the design of accumulators are robustness and safety. The

batteries fragiles peuvent se rompre dans des conditions indésira-  fragile batteries can rupture under undesirable conditions

bles et, dans certains cas, exposent les utilisateurs au contact  and in some cases expose users to contact

avec des acides dangereux et d'autres produits chimiques.  with dangerous acids and other chemicals.

Les accumulateurs sodium-soufre et lithium-sulfure de fer  Sodium-sulfur and lithium-iron sulfide accumulators

ayant des densités massiques et des densités de puissance relative-  having mass densities and relative power densities-

ment élevées ont été mis au point. Les électrolytes utilisés pour ces deux types d'accumulateurs à température élevée sont constitués de céramique de M-alumine (sodium-soufre) et de céramique poreuse de  have been developed. The electrolytes used for these two types of high temperature accumulators consist of M-alumina (sodium-sulfur) ceramic and porous ceramic.

XgO (lithium-sulfure de fer) imprégnée d'électrolytes de type chlo-  XgO (lithium iron sulfide) impregnated with chloro-type electrolytes

rure liquide (lithium/ FeS2). Bien que ces accumulateurs donnent  liquid rure (lithium / FeS2). Although these accumulators give

généralement de bons résultats, ils présentent certains inconvé-  generally good results, they have certain disadvantages

nients. En particulier, les densités de puissance sont limitées par  nients. In particular, the power densities are limited by

la résistance interne relativement élevée des électrolytes de céra-  the relatively high internal resistance of the cereal electrolytes

mique. Les céramiques de M-alumine utilisées dans les accumulateurs sodium-soufre sont relativement fragiles et nécessitent des liaisons métal/céramique à température élevée qui sont compatibles avec le sodium et le soufre liquides. Dans les accumulateurs lithium-sulfure de fer, l'électrolyte liquide imprégnant les cylindres poreux de MgO  mique. The M-alumina ceramics used in sodium-sulfur accumulators are relatively fragile and require high temperature metal / ceramic bonds which are compatible with liquid sodium and sulfur. In lithium iron sulfide accumulators, the liquid electrolyte permeating the porous cylinders of MgO

posedes problèmes de court-circuit par suite de la formation de tri-  poses short circuit problems as a result of tri-

chites de lithium-fer-soufre dans l'électrolyte. Dans les accumula-  lithium-iron-sulfur chites in the electrolyte. In accumulations-

teurs sodium-soufre, la rupture de l'électrolyte en céramique peut  sodium-sulfur, the rupture of the ceramic electrolyte can

provoquer des réactions sodium-soufre extrêmement exothermiques pou-  cause extremely exothermic sodium-sulfur reactions to

vant poser des problèmes de sécurité.  to pose security concerns.

Pour ces raisons, il serait très souhaitable de disposer d'accumulateurs ayant une densité de puissance très élevée et une densité massique importante. Il serait particulièrement souhaitable que ces accumulateurs soient construits avec des séparateurs à sélectivité ionique qui sont rugueux, opposent une très faible résistance à l'écoulement d'une espèce ionisable et ont un poids  For these reasons, it would be very desirable to have accumulators having a very high power density and a high mass density. It would be particularly desirable for these accumulators to be constructed with ion-selective separators which are rough, have very low resistance to the flow of an ionizable species and have a weight

relativement faible.relatively small.

Les brevets US n' 3 960 596 et 3 946 751 décrivent des accu-  US Patents 3,960,596 and 3,946,751 describe batteries

mulateurs sodium-soufre qui reposent sur le transport de sodium à  sodium-sulfur mulators which rely on the transport of sodium to

travers un matériau conducteur des ions sodium, tel que la e-alu-  through a material that conducts sodium ions, such as e-alu-

mine, pour produire un passage de courant. Le potentiel chimique d'entraînement du sodium à travers l'électrolyte conducteur résulte  mine, to produce a current flow. The chemical potential for entraining sodium through the conductive electrolyte results

de la réaction du sodium et du soufre formant du sulfure de sodium.  of the reaction of sodium and sulfur forming sodium sulfide.

Le brevet US n' 3 849 200 décrit un accumulateur sodium-iode sembla-  US Pat. No. 3,849,200 describes a similar sodium-iodine accumulator

ble qui repose sur la réaction du sodium et de l'iode pour former de l'iodure de sodium. Le brevet US n'n 3 404 035 décrit un accumulateur ayant comme composé réagissant anodique un métal alcalin, tel que le  ble which is based on the reaction of sodium and iodine to form sodium iodide. US Pat. No. 3,404,035 describes an accumulator having as an anodic reacting compound an alkali metal, such as

sodium, le potassium ou le lithium fondus, et comme composé réagis-  molten sodium, potassium or lithium, and as a reacted compound

sant cathodique un sel métallique, tel que le sulfure de sodium, le  cathodic health a metal salt, such as sodium sulfide,

sulfure de potassium ou le sulfure de lithium. L'accumulateur uti-  potassium sulfide or lithium sulfide. The accumulator used

lise un séparateur de verre, de façon typique un mélange de bioxyde  reads a glass separator, typically a mixture of dioxide

de silicium, d'oxyde d'aluminium et de carbonate de sodium.  silicon, aluminum oxide and sodium carbonate.

Un accumulateur selon l'invention comporte comme composé  An accumulator according to the invention comprises as compound

réagissant cathodique un hydrure de métal alcalin ou alcalino-ter-  cathodic reactant an alkali or alkaline earth metal hydride

reux et comme composé réagissant anodique un métal alcalin ou alca-  as an anodic reacting compound an alkali or alkali metal

lino-terreux. Les composés réagissants particuliers sont choisis pour favoriser le transfert de l'hydrogène du composé réagissant cathodique au composé réagissant anodique dans les conditions de décharge. Par séparation des composés réagissants avec un séparateur ayant une sélectivité pour l'hydrogène ionisé, on peut faire passer  lino-earthy. The particular reacting compounds are chosen to promote the transfer of hydrogen from the cathodic reacting compound to the anodic reacting compound under the discharge conditions. By separation of the reactants with a separator having a selectivity for ionized hydrogen, it is possible to pass

un courant d'électrons à travers un circuit externe.  a current of electrons through an external circuit.

L'accumulateur de l'invention présente de nombreux avantages  The accumulator of the invention has many advantages

par rapport aux autres accumulateurs électrochimiques, en particu-  compared to other electrochemical accumulators, in particular

lier les accumulateurs de type sodium-soufre et lithium-sulfure de fer décrits ci-dessus. Tout d'abord l'emploi d'un transport d'atomes  link the sodium-sulfur and lithium-iron sulphide accumulators described above. First of all the use of a transport of atoms

d'hydrogène permet un choix plus étendu des matériaux séparateurs.  of hydrogen allows a wider choice of separator materials.

Dans le mode de réalisation préféré, des mélanges de sels de métaux alcalins et/ou de sels de métaux alcalino-terreux électrolytiques agissent comme séparateurs sélectifs. En plaçant des électrodes métalliques solides de chaque côté de l'électrolyte, une électrode agit comme anode en fournissant des électrons à l'espèce à oxyder, tandis que l'autre électrode agit comme une cathode en acceptant les  In the preferred embodiment, mixtures of alkali metal salts and / or electrolytic alkaline earth metal salts act as selective separators. By placing solid metal electrodes on each side of the electrolyte, one electrode acts as an anode by supplying electrons to the species to be oxidized, while the other electrode acts as a cathode by accepting the

électrons de l'espèce à réduire. Ces séparateurs assurent une résis-  electrons of the species to be reduced. These separators provide resistance

tance interne très faible, ce qui accroît fortement la densité de  very low internal tance, which greatly increases the density of

puissance des accumulateurs.power of accumulators.

Un second avantage est le poids réduit de l'accumulateur.  A second advantage is the reduced weight of the accumulator.

L'emploi d'électrodes métalliques très minces avec un électrolyte réduit beaucoup le poids par rapport aux accumulateurs ayant des  The use of very thin metal electrodes with an electrolyte greatly reduces the weight compared to batteries with

séparateurs de céramique, ce qui accroit la densité massique.  ceramic separators, which increases the mass density.

D'autres avantages comprennent la robustesse et la fiabilité propres à la structure des électrodes métalliques et la sécurité relative des composés réagissants. La réaction de formation d'hydrure sur laquelle repose le fonctionnement de l'accumulateur de l'invention est bien moins exothermique que la réaction sodium-soufre utilisée  Other advantages include the robustness and reliability inherent in the structure of metal electrodes and the relative safety of the reactants. The hydride formation reaction on which the operation of the accumulator of the invention is based is much less exothermic than the sodium-sulfur reaction used.

par d'autres accumulateurs du même type.  by other accumulators of the same type.

Les accumulateurs de l'invention peuvent être construits et utilisés pour l'emploi ultérieur. Les accumulateurs sont activés par élévation suffisante de leur température pour fondre les composés réagissants et les élecrolytes afin de laisser s'amorcer la réaction  The accumulators of the invention can be constructed and used for later use. The accumulators are activated by raising their temperature sufficient to melt the reactants and the electrolytes in order to allow the reaction to start.

entre les composés réagissants anodique et cathodique. Les accumula-  between the anodic and cathodic reactants. The accumulated

teurs sont particulièrement utiles dans les applications spatiales et comme source d'énergie pour les véhicules électriques ainsi que pour le stockage provisoire d'énergie des générateurs d'énergie fixes.  They are particularly useful in space applications and as an energy source for electric vehicles as well as for the temporary storage of energy from stationary energy generators.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip-  The invention will be better understood on reading the description.

tion qui suit faite en regard de la figure annexée qui illustre un accumulateur électrochimique conçu selon les principes de l'invention. Comme le montre la figure, un accumulateur électrochimique  tion which follows made with reference to the appended figure which illustrates an electrochemical accumulator designed according to the principles of the invention. As the figure shows, an electrochemical accumulator

, construit selon les principes de l'invention, comprend une enve-  , built according to the principles of the invention, comprises an envelope

loppe 12, une première électrode 14 et une seconde électrode 16.  loppe 12, a first electrode 14 and a second electrode 16.

L'enveloppe 12 est typiquement un récipient métallique cylindrique ouvert à une extrémité. Comme illustré, une extrémité de l'enveloppe 12 est fermée de façon étanche par une plaque 18. L'enveloppe 12 et la plaque 18 délimitent ensemble un volume intérieur 20 qui est divisé en trois compartiments par la première électrode 14 et la seconde électrode 16. Un compartiment cathodique 22, délimité entre la paroi intérieure de l'enveloppe 12 et la paroi extérieure de l'électrode 16, contient le composé réagissant cathodique. De même,  The envelope 12 is typically a cylindrical metal container open at one end. As illustrated, one end of the envelope 12 is closed in a sealed manner by a plate 18. The envelope 12 and the plate 18 together delimit an interior volume 20 which is divided into three compartments by the first electrode 14 and the second electrode 16 A cathode compartment 22, delimited between the interior wall of the envelope 12 and the exterior wall of the electrode 16, contains the cathode reactant compound. Likewise,

un compartiment anodique 24 est délimité à l'intérieur de l'élec-  an anode compartment 24 is delimited inside the elect

trode 14 pour retenir le composé réagissant anodique. L'espace annu-  trode 14 for retaining the anodic reacting compound. The annu-

laire entre la première électrode 14 et la seconde électrode 16 contient un électrolyte 26 sélectif du passage de l'hydrogène ionisé. Un courant est produit par l'accumulateur 10 lorsque  the area between the first electrode 14 and the second electrode 16 contains an electrolyte 26 selective for the passage of ionized hydrogen. A current is produced by the accumulator 10 when

l'hydrogène libéré par le composé réagissant cathodique dans le com-  the hydrogen released by the cathodic reacting compound in the

partiment 22 traverse l'électrode 16 et s'ionise à l'interface avec  part 22 crosses the electrode 16 and ionizes at the interface with

l'électrolyte 26. L'ion hydrogène est capable de traverser l'élec-  electrolyte 26. The hydrogen ion is able to pass through the elect

trolyte pour apporter un électron à l'électrode 14 à l'interface  trolyte to bring an electron to electrode 14 at the interface

avec l'électrolyte. L'hydrogène neutre pénètre ensuite dans le com-  with the electrolyte. The neutral hydrogen then enters the com-

partiment 24 o il réagit avec le composé réagissant anodique.  part 24 o it reacts with the anodic reacting compound.

Comme illustré, les deux électrodes 14 et 16 sont des souf-  As illustrated, the two electrodes 14 and 16 are bellows

flets métalliques ayant des parois cylindriques plissées. Les parois plissées accroissent la surface des électrodes, ce qui augmente la  metal flounders having pleated cylindrical walls. The pleated walls increase the surface area of the electrodes, which increases the

diffusion globale d'hydrogène à travers l'électrolyte 26.  global diffusion of hydrogen through the electrolyte 26.

Les électrodes métalliques 14 et 16 sont faites d'un métal solide qui est chimiquement inerte vis-à-vis de l'hydrogène et qui permet une pénétration relativement rapide de l'hydrogène. Des métaux appropriés comprennent le nickel, le palladium, le vanadium, le zirconium, le niobium et similaires. La surface totale de chaque électrode peut varier beaucoup selon la quantité désirée de courant produit. La surface peut varier de plusieurs cm2 à plusieurs m2. Une électrode soit être aussi mince que possible tout en conservant une intégrité structurale et la capacité de conduire les densités de courant prévues. Ces électrodes minces présentent une résistance  The metal electrodes 14 and 16 are made of a solid metal which is chemically inert towards hydrogen and which allows relatively rapid penetration of hydrogen. Suitable metals include nickel, palladium, vanadium, zirconium, niobium and the like. The total area of each electrode can vary greatly depending on the desired amount of current produced. The surface can vary from several cm2 to several m2. An electrode should be as thin as possible while retaining structural integrity and the ability to conduct expected current densities. These thin electrodes have resistance

minimale à la diffusion de l'hydrogène.  minimal diffusion of hydrogen.

Bien que le mode de réalisation préféré illustré par la figure comporte une paire d'électrodes cylindriques concentriques, il convient de noter que d'autres formes, telles que des plaques  Although the preferred embodiment illustrated in the figure includes a pair of concentric cylindrical electrodes, it should be noted that other shapes, such as plates

parallèles planes, conviendraient également. La modification appro-  parallel planes, would also be suitable. The appropriate modification

priée de l'enveloppe 12 et des autres composants de l'accumulateur  required from the casing 12 and the other components of the accumulator

10 afin de loger ces électrodes planes est évidente pour le spécia-  10 in order to accommodate these planar electrodes is obvious to the specialist.

liste de l'art et ne nécessite pas de description complémentaire.  list of art and does not require additional description.

L'électrolyte 26 est conçu pour permettre le passage sélec-  The electrolyte 26 is designed to allow the selective passage

tif des ions hydrogène (et inhiber le passage des électrons et de  tif hydrogen ions (and inhibit the passage of electrons and

l'hydrogène non ionisé) entre les électrodes 14 et 16. Des électro-  non-ionized hydrogen) between electrodes 14 and 16. Electro-

lytes appropriés comprennent les sels des métaux alcalins et les sels des métaux alcalino-terreux, de façon typique en mélange avec  suitable lytes include the alkali metal salts and the alkaline earth metal salts, typically in admixture with

un hydrure métallique en une proportion d'environ 5 à 20 %, typique-  a metal hydride in a proportion of about 5 to 20%, typical-

ment d'environ 10 %. De façon pratique, l'électrolyte est maintenu à l'état liquide par élévation de la température. Pour abaisser le point de fusion de l'électrolyte, on peut employer des mélanges de sels eutectiques. Des mélanges eutectiques appropriés comprennent le chlorure de lithium et le chlorure de potassium, l'iodure de lithium et l'iodure de potassium, le chlorure de calcium et l'hydrure de  about 10%. In practice, the electrolyte is kept in the liquid state by raising the temperature. To lower the melting point of the electrolyte, mixtures of eutectic salts can be used. Suitable eutectic mixtures include lithium chloride and potassium chloride, lithium iodide and potassium iodide, calcium chloride and hydride.

calcium et similaires. Des hydrures métalliques appropriés compren-  calcium and the like. Appropriate metal hydrides include

nent l'hydrure de lithium et l'hydrure de calcium. Ces électrolytes se sont révélés assurer le passage rapide des ions hydrogène chargés négativement tout en inhibant de façon appropriée le passage de l'hydrogène non chargé et des électrons. L'électrolyte préféré est un mélange de chlorure de lithium (environ 40 % en poids) et de  nent lithium hydride and calcium hydride. These electrolytes have been shown to provide rapid passage of negatively charged hydrogen ions while appropriately inhibiting the passage of uncharged hydrogen and electrons. The preferred electrolyte is a mixture of lithium chloride (about 40% by weight) and

chlorure de potassium (environ 60 % en poids).  potassium chloride (about 60% by weight).

L'espacement des électrodes 14 et 16 et le volume correspon-  The spacing of the electrodes 14 and 16 and the corresponding volume

dant de l'électrolyte 26 n'ont pas d'importance stricte. Il est juste nécessaire que suffisamment d'électrolyte 26 soit présent pour inhiber efficacement le passage de l'hydrogène non ionisé et des électrons. Typiquement l'espacement entre les électrodes 14 et 16 se situe entre environ 1 mm et 5 mm et plus typiquement est d'environ 2 mm. La première électrode 14 est suspendue dans l'accumulateur  of electrolyte 26 are not of strict importance. It is just necessary that enough electrolyte 26 is present to effectively inhibit the passage of unionized hydrogen and electrons. Typically the spacing between the electrodes 14 and 16 is between about 1 mm and 5 mm and more typically is about 2 mm. The first electrode 14 is suspended in the accumulator

par l'intermédiaire d'une coiffe 28 et est scelléeoà l'autre extré-  through a cap 28 and is sealed at the other end

mité par une plaque terminale 30. De même la seconde électrode 16  mapped by an end plate 30. Similarly, the second electrode 16

est suspendue à l'aide d'une coiffe 28 et scellée par la plaque ter-  is suspended using a cap 28 and sealed by the ter-

minale 34. La coiffe 28 et la bride 32 conduisent l'électricité pour  34. The cap 28 and the flange 32 conduct electricity to

assurer un trajet d'écoulement des électrons entre les électrodes.  ensuring an electron flow path between the electrodes.

Une borne 36 est raccordée à la coiffe 28 pour permettre le raccor-  A terminal 36 is connected to the cap 28 to allow connection

dement externe de l'accumulateur 10. La borne 36 est isolée électri-  external battery 10. Terminal 36 is electrically isolated.

quement du reste de l'accumulateur par une bague isolante 38, typi-  only the rest of the accumulator by an insulating ring 38, typically

quement en céramique, telle que l'oxyde d'aluminium. La bague de  only ceramic, such as aluminum oxide. The ring

céramique 38 peut être fixée à la plaque 18 par une brasure classi-  ceramic 38 can be fixed to plate 18 by a standard brazing

que métal/céramique. Un circuit externe 40 peut ainsi être raccordé entre la borne 36, qui agit comme le contact anodique (positif), et toute autre portion de l'enveloppe métallique 12 ou de la plaque 18 constituant le contact cathodique (négatif). Un passage de courant s'établit donc entre la borne 36 et la plaque 18 pendant la décharge de l'accumulateur 10 (avec un courant d'électrons dans la direction opposée). Pour la recharge, on raccorde une source de courant continu de tension appropriée, de façon typique dans la gamme d'environ 0,5 à 1,0 volt, avec la borne positive de la source raccordée à la plaque 18 et la borne négative de la source raccordée  than metal / ceramic. An external circuit 40 can thus be connected between terminal 36, which acts as the anode contact (positive), and any other portion of the metal casing 12 or of the plate 18 constituting the cathode contact (negative). A current passage is therefore established between the terminal 36 and the plate 18 during the discharge of the accumulator 10 (with a current of electrons in the opposite direction). For recharging, a direct current source of appropriate voltage, typically in the range of about 0.5 to 1.0 volts, is connected with the positive terminal of the source connected to the plate 18 and the negative terminal of the connected source

à la borne 36 de l'accumulateur.to terminal 36 of the accumulator.

Généralement, un tube 42 traverse l'enveloppe 12 ou la pla-  Generally, a tube 42 passes through the envelope 12 or the plate.

que 18 pour permettre la purge de l'intérieur de l'accumulateur avec un gaz inerte tel que l'argon. Le tube 42 permet également la recherche des fuites de la pile avant la charge. Il est nécessaire que l'accumulateur soit totalement étanche pour éviter des fuites  as 18 to allow the purging of the interior of the accumulator with an inert gas such as argon. The tube 42 also makes it possible to check for leaks from the battery before charging. The accumulator must be completely sealed to avoid leaks

d'hydrogène pouvant réduire les performances de l'accumulateur.  of hydrogen which can reduce the performance of the accumulator.

Par suite de la nature des composés réagissants et des élec-  Due to the nature of the reactants and the

trolytes de l'accumulateur, ce dernier ne fonctionne pas aux tempé-  trolytes of the accumulator, the latter does not work at temperatures

ratures ambiantes normales. Les composés réagissants et les électro-  normal environmental erasures. Reactive compounds and electro-

lytes sont solides et doivent être fondus pour assurer un écoulement d'hydrogène suffisant pour provoquer un passage suffisant du courant électrique. Généralement, l'électrolyte a un point de fusion plus élevé et détermine la gamme des températures de fonctionnement. Pour  lytes are solid and must be melted to ensure sufficient hydrogen flow to cause sufficient passage of electric current. Generally, the electrolyte has a higher melting point and determines the range of operating temperatures. For

les chlorures de métaux alcalins et les chlorures de métaux alca-  alkali metal chlorides and alkali metal chlorides

lino-terreux, -la température de fonctionnement est de façon typique dans la gamme d'environ 350 à 450'C, tandis que pour les iodures de métaux alcalins ainsi que les iodures de métaux alcalino-terreux, la gamme de fonctionnement est quelque peu plus basse, de façon typique  lino-earthy, the operating temperature is typically in the range of about 350-450 ° C, while for alkali metal iodides as well as alkaline earth metal iodides, the operating range is somewhat lower, typically

entre environ 250 et 350'C.between around 250 and 350'C.

Des composés réagissants anodiques appropriés comprennent les hydrures de métaux alcalins et de métaux alcalino-terreux, tels  Suitable anodic reactants include alkali and alkaline earth metal hydrides, such as

que l'hydrure de lithium, l'hydrure de sodium, l'hydrure de potas-  than lithium hydride, sodium hydride, potassium hydride-

sium, l'hydrure de rubidium, l'hydrure de césium, l'hydrure de magnésium, l'hydrure de calcium, l'hydrure de strontium et l'hydrure  sium, rubidium hydride, cesium hydride, magnesium hydride, calcium hydride, strontium hydride and hydride

de baryum. Les composés réagissants cathodiques appropriés compren-  barium. Suitable cathode reactants include

nent les métaux alcalins et les métaux alcalino-terreux tels que le  alkali metals and alkaline earth metals such as

lithium, le sodium, le potassium, le rubidium, le césium, le magné-  lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium

sium, le calcium, le strontium et le baryum. Pour un accumulateur particulier, l'hydrure métallique et le métal doivent être choisis pour que les paramètres thermodynamiques et cinétiques favorisent le transfert d'hydrogène de l'hydrure au métal. On préfère les composés réagissants de poids moléculaire inférieur, car ils accroissent la densité massique spécifique. Les mélanges constituant l'électrolyte  sium, calcium, strontium and barium. For a particular accumulator, the metal hydride and the metal must be chosen so that the thermodynamic and kinetic parameters favor the transfer of hydrogen from the hydride to the metal. Reactive compounds of lower molecular weight are preferred because they increase the specific mass density. The mixtures constituting the electrolyte

sont choisis pour abaisser le point de fusion et permettre le fonc-  are chosen to lower the melting point and allow the

tionnement à une température plus basse de l'accumulateur. Le sys-  operation at a lower temperature of the accumulator. The sys-

tème préféré comprend l'hydrure de sodium comme composé réagissant cathodique et le lithium métallique comme composé réagissant anodique. Bien que l'invention ait été décrite de façon détaillée à  The preferred type includes sodium hydride as the cathodic reacting compound and metallic lithium as the anodic reacting compound. Although the invention has been described in detail in

titre d'illustration et d'exemple afin d'en assurer une compréhen-  title of illustration and example in order to ensure an understanding

sion claire, il est évident que des variations et des modifications  clear vision, it is evident that variations and modifications

peuvent être effectuées sans sortir du cadre de l'invention.  can be carried out without departing from the scope of the invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS 1. Accumulateur (10) caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe (12); un séparateur (26) divisant l'enveloppe en deux compartiments (22, 24), ledit séparateur étant capable de laisser passer sélectivement l'hydrogène ionisé; un hydrure métallique dans  1. Accumulator (10) characterized in that it comprises an envelope (12); a separator (26) dividing the envelope into two compartments (22, 24), said separator being capable of selectively passing the ionized hydrogen; a metal hydride in un compartiment (22); un métal capable de former un hydrure métal-  a compartment (22); a metal capable of forming a metal hydride- lique dans l'autre compartiment (24); et un dispositif (36 et 12 ou 36 et 18) pour raccorder un circuit externe (40) à travers le séparateur.  lique in the other compartment (24); and a device (36 and 12 or 36 and 18) for connecting an external circuit (40) through the separator. 2. Accumulateur selon la revendication 1 dans lequel ledit hydrure métallique est choisi dans le groupe constitué par LiH, NaH,2. Accumulator according to claim 1, in which said metal hydride is chosen from the group consisting of LiH, NaH, KH, RbH, CsH, MgH2, CaH2, SrH2 et BaH2.  KH, RbH, CsH, MgH2, CaH2, SrH2 and BaH2. 3. Accumulateur selon la revendication 2 dans lequel ledit métal est choisi dans le groupe constitué par Li, Na, K, Rb, Cs, Mg,  3. Accumulator according to claim 2 wherein said metal is chosen from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr et Ba.Ca, Sr and Ba. 4. Accumulateur selon la revendication i dans lequel le dis-  4. Accumulator according to claim i wherein the dis- positif de raccordement d'un circuit externe à travers le séparateur  positive connection of an external circuit through the separator (26) comprend une première borne (36) raccordée à un côté du sépara-  (26) includes a first terminal (36) connected to one side of the divider teur et une seconde borne (12, 18) raccordée à l'autre côté du  tor and a second terminal (12, 18) connected to the other side of the séparateur.separator. 5. Accumulateur (10) caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe (12); une paire d'électrodes solides espacées (14, 16)  5. Accumulator (10) characterized in that it comprises an envelope (12); a pair of spaced solid electrodes (14, 16) ayant entre elles un électrolyte (26) choisi pour permettre le pas-  having between them an electrolyte (26) chosen to allow the pas- sage sélectif des atomes d'hydrogène ionisés, lesdites électrodes délimitant deux compartiments isolés (24, 26) dans l'enveloppe; un hydrure de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux dans un des compartiments (22); un métal alcalin ou alcalino-terreux capable de former un hydrure métallique dans l'autre des compartiments (24); une première borne (36) raccordée à une desdites électrodes; et une  selective wise ionized hydrogen atoms, said electrodes defining two isolated compartments (24, 26) in the envelope; an alkali metal or alkaline earth metal hydride in one of the compartments (22); an alkali or alkaline earth metal capable of forming a metal hydride in the other of the compartments (24); a first terminal (36) connected to one of said electrodes; and an seconde borne (12, 18) raccordée à l'autre desdites électrodes.  second terminal (12, 18) connected to the other of said electrodes. 6. Accumulateur selon la revendication 5 dans lequel les électrodes sont faites d'un métal solide choisi dans le groupe constitué par le nickel, le palladium, le vanadium, le zirconium et  6. Accumulator according to claim 5 wherein the electrodes are made of a solid metal chosen from the group consisting of nickel, palladium, vanadium, zirconium and le niobium.niobium. 7. Accumulateur selon la revendication 5 dans lequel l'élec-  7. Accumulator according to claim 5 wherein the elect trolyte est choisi dans le groupe constitué par les halogénures de métaux alcalins, les halogénures de métaux alcalino-terreux, les  trolyte is selected from the group consisting of alkali metal halides, alkaline earth metal halides, hydrures de métaux alcalins et les hydrures de métaux alcalino-ter-  alkali metal hydrides and alkaline earth metal hydrides reux et leurs mélanges.reux and their mixtures. 8. Accumulateur selon la revendication 7 dans lequel l'élec- trolyte est choisi dans le groupe constitué par LiCl, KCl, LiI, KI,  8. Accumulator according to claim 7 in which the electrolyte is chosen from the group consisting of LiCl, KCl, LiI, KI, LiB et CaR2.LiB and CaR2. 9. Accumulateur selon la revendication 5 dans lequel l'hydrure métallique est choisi dans le groupe constitué par LiH,  9. Accumulator according to claim 5, in which the metal hydride is chosen from the group consisting of LiH, NaH, KRE, RdH, CsH, MgH2, CaH2, SrH2 et BaH2.  NaH, KRE, RdH, CsH, MgH2, CaH2, SrH2 and BaH2. 10. Accumulateur selon la revendication 5 dans lequel le métal est choisi dans le groupe constitué par Li, Na, K, Rd, Cs, Mg,  10. Accumulator according to claim 5 in which the metal is chosen from the group consisting of Li, Na, K, Rd, Cs, Mg, Ca, Sr et Ba.Ca, Sr and Ba. 11. Accumulateur perfectionné (10) du type dans lequel un premier composé réagissant et un second composé réagissant sont  11. Improved accumulator (10) of the type in which a first reacting compound and a second reacting compound are séparés par un séparateur (26) ne laissant passer une espèce réagis-  separated by a separator (26) which does not allow a reacted species to pass sante que lorsque ladite espèce est ionisée, dans lequel un courant est produit par ladite espèce perdant des électrons d'un côté dudit  health that when said species is ionized, in which a current is produced by said species losing electrons on one side of said séparateur et captant des électrons de l'autre côté dudit sépara-  separator and capturing electrons on the other side of said separator teur, caractérisé en ce qu'on utilise un métal et un hydrure métal-  tor, characterized in that a metal and a metal hydride are used lique comme dits composés réagissants et de l'hydrogène comme dite  lique as said reactants and hydrogen as said espèce réagissante.reactive species. 12. Accumulateur perfectionné selon la revendication 11 dans lequel le métal est choisi dans le groupe constitué par Li, Na, K,  12. Improved accumulator according to claim 11, in which the metal is chosen from the group consisting of Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr et Ba.Rb, Cs, Mg, Ca, Sr and Ba. 13. Accumulateur perfectionné selon la revendication 11 dans lequel l'halogénure métallique est choisi dans le groupe constitué  13. An improved accumulator according to claim 11 in which the metal halide is chosen from the group consisting of par LiR, NaH, KRH, RbH, CsR, MgH2, CaH2, SrH2 et BaH2.  by LiR, NaH, KRH, RbH, CsR, MgH2, CaH2, SrH2 and BaH2. 14. Procédé pour produire de l'électricité caractérisé en ce qu'il comprend le chauffage d'un accumulateur selon la revendication 1 à une température dans la gamme d'environ 250 à 450'C pour fondre  14. A method for producing electricity characterized in that it comprises heating an accumulator according to claim 1 to a temperature in the range of about 250 to 450'C to melt l'hydrure métallique et permettre le passage de l'hydrogène à tra-  metallic hydride and allow the passage of hydrogen through vers le séparateur.to the separator.