FR2670326A1 - Deferred-action (triggerable) electrochemical battery with fractionated reserve - Google Patents

Abstract

The invention relates to deferred-action electrochemical batteries of the type termed "with reserve". It more particularly relates to means for storing a liquid electrolyte. The electrochemical battery according to the invention includes at least one electrochemical cell (C1 to Cn) and a dose of electrolyte assigned to this cell. According to one characteristic of the invention, the dose of electrolyte is fractionated into a plurality of separate elementary volumes, each contained in a microcapsule (MC). This makes it possible, on the one hand, before triggering of the battery, to store the microcapsules (MC) directly in the cell (C1 to Cn) to which the dose is assigned, then, with triggering, to release the electrolyte by crushing the microcapsules. This results in a significant simplification of the manufacture of the batteries, because the microcapsules (MC) can be used in a large number of cells having different geometries.

Description

FIIEZ ELECTROCHIMIQUE AMORCABLE A
RESERVE FRACTIONNEE
L'invention se rapporte aux piles électrochimiques amorçables du type dit "à réserve". Elle a particulièrement pour objet le stockage de l'électrolyte liquide dans de telles piles.RELIEF ELECTROCHEMICAL PRIMER A
FRACTIONAL RESERVE
The invention relates to bootable electrochemical cells of the so-called "reserve" type. It particularly relates to the storage of the liquid electrolyte in such batteries.

Dans les piles électrochimiques amorçables du type dit "à réserve", un électrolyte liquide est maintenu confiné sans contact avec les électrodes des cellules électrochimiques ou éléments de la pile, jusqu'à ltinstant où l'on veut "amorcer la pile". L'amorçage de la pile consiste à libérer l'électrolyte liquide et, dans chaque cellule électrochimique, à le mettre en contact avec les électrodes de cette dernière; ceci provoque la production d'une énergie électrique qui apparaît sous forme d'une tension aux bornes des électrodes. In the bootable electrochemical cells of the so-called "reserve" type, a liquid electrolyte is kept confined without contact with the electrodes of the electrochemical cells or elements of the cell, until one wishes to "prime the cell". Priming the battery consists in releasing the liquid electrolyte and, in each electrochemical cell, in bringing it into contact with the electrodes of the latter; this causes the production of electrical energy which appears in the form of a voltage across the electrodes.

Une telle pile électrochimique peut comporter une ou plusieurs cellules électrochimiques, le nombre de ces cellules étant fonction de la tension à obtenir. Such an electrochemical cell can comprise one or more electrochemical cells, the number of these cells being a function of the voltage to be obtained.

Cette organisation des piles électrochimiques a l'avantage de permettre un stockage très long avant amorçage, puisque la pile ne subit aucune détérioration avant usage. Ce type de pile est couramment utilisé dans des engins balistiques, par exemple des obus, des missiles, etc... Ces piles peuvent être utilisées également dans le domaine des dispositifs de sécurité. This organization of electrochemical cells has the advantage of allowing very long storage before priming, since the cell does not undergo any deterioration before use. This type of battery is commonly used in ballistic missiles, for example shells, missiles, etc. These batteries can also be used in the field of security devices.

Pour les piles électrochimiques amorçables du type à réserve, les structures les plus couramment rencontrées comprennent un réservoir de stockage unique pour l'électrolyte, quel que soit le nombre des cellules. Ce réservoir s'ouvre et libère l'électrolyte sous l'effet d'une action mécanique par exemple, les forces d'inertie au départ du coup, ou une pression de gaz, etc... For bootable electrochemical cells of the reserve type, the most commonly encountered structures include a single storage tank for the electrolyte, regardless of the number of cells. This reservoir opens and releases the electrolyte under the effect of a mechanical action for example, the inertial forces at the start of the blow, or a gas pressure, etc.

Dans ces structures à un réservoir de stockage unique pour plusieurs cellules, l'un des principaux problèmes réside dans la répartition la plus égale possible de l'électrolyte, entre les différentes cellules, tout en minimisant les communications entre cellules. En effet, toutes quantités d'électrolyte séjournant dans des conduits de communication entre cellules, peuvent engendrer un phénomène d'auto-consommation de la pile, ce qui diminue la capacité de cette dernière à fournir de l'énergie à un circuit extérieur, c est-à-dire à la charge normale. In these structures with a single storage tank for several cells, one of the main problems resides in the most equal possible distribution of the electrolyte, between the different cells, while minimizing the communications between cells. Indeed, all amounts of electrolyte staying in communication conduits between cells, can generate a phenomenon of self-consumption of the battery, which decreases the capacity of the latter to supply energy to an external circuit, c that is to say at normal load.

Ceci conduit en pratique à adopter différents compromis dans la réalisation de ces piles, suivant que l'on dispose ou non d'une force centrifuge (cas notamment des munitions tournantes) qui permet notamment de favoriser une distribution de type circulaire de l'électrolyte liquide. This leads in practice to adopt different compromises in the production of these batteries, depending on whether or not there is a centrifugal force (in particular the case of rotating ammunition) which makes it possible in particular to promote a circular type distribution of the liquid electrolyte. .

On trouve des exemples de réalisation (applicables au cas de la force centrifuge) de piles électrochimiques amorçables du type à réserve, et en particulier du type dit "à réserve amorçable au coup", dans le Brevet US 2 996 564, et dans les
Demandes de de Brevets français n0 88 15331 et NO 89 09637.Examples of embodiments (applicable to the case of centrifugal force) of bootable electrochemical cells of the reserve type, and in particular of the type known as "blow-bootable reserve", are found in US Patent 2,996,564, and in
Applications from French Patents n0 88 15331 and NO 89 09637.

Mais dans ces réalisations,, le défaut d'auto-consommation de la pile n'est pas complètement supprimé. But in these embodiments, the self-consumption defect of the battery is not completely eliminated.

Une autre structure à réserve unique comporte des moyens pour constituer une étanchéité entre les cellules, après équilibrage des quantités d'électrolytes (Demande de Brevet
Européen n0 0 115 099 publiée le 08.08.84). L'inconvénient de cette réalisation est qu'elle comporte des parties mécaniques mobiles relativement compliquées.Another single reserve structure comprises means for forming a seal between the cells, after balancing the quantities of electrolytes (Patent Application
European n0 0 115 099 published on 08.08.84). The disadvantage of this embodiment is that it has relatively complicated mobile mechanical parts.

Un autre type de structure est décrit dans "NASA
TECH BRIEF" B74 - 10056 de Mai 1974. Dans cet autre type de structures, les réserves d'électrolyte sont individualisées, c'est-à-dire qu a chaque cellule est affectée une dose d'électrolyte liquide, ce qui permet de réaliser l'étanchéité entre cellules. Dans cette solution, le conteneur de la réserve d'électrolyte individualisé est écrasé par un diaphragme qui en outre assure l'étanchéité de la cellule, et l'électrolyte ne peut s'écouler que dans la cellule à laquelle il est destiné.Another type of structure is described in "NASA
TECH BRIEF "B74 - 10056 of May 1974. In this other type of structure, the electrolyte reserves are individualized, that is to say that each cell is assigned a dose of liquid electrolyte, which makes it possible to achieve sealing between cells. In this solution, the container of the individualized electrolyte reserve is crushed by a diaphragm which furthermore ensures the sealing of the cell, and the electrolyte can only flow into the cell to which he is destined.

L'un des inconvénients de cette solution est qu'elle n'est applicable que dans le cas de volumes importants. Elle est difficilement miniaturisable en effet, du fait notamment de difficultés dans la réalisation de certaines pièces quand elles sont adaptées à de très petits volumes, particulièrement dans le cas du réservoir d'électrolyte. D'autre part, elle exige d'adapter la forme du réservoir à la forme de la cellule, ce qui est préjudiciable quand des fabrications concernent plusieurs modèles différents.One of the drawbacks of this solution is that it is only applicable in the case of large volumes. It is difficult to miniaturize indeed, due in particular to difficulties in the production of certain parts when they are adapted to very small volumes, particularly in the case of the electrolyte reservoir. On the other hand, it requires adapting the shape of the tank to the shape of the cell, which is detrimental when the manufacturing involves several different models.

La présente invention concerne les piles électrochimiques amorçables à réserve, du type amorçable au coup ou non. Elle permet d'éviter les défauts ci-dessus mentionnés, particulièrement l'auto-consommation, et elle permet de faciliter la fabrication des piles amorçables quelles que soient leurs dimensions. The present invention relates to electrochemical cells which can be primed with reserve, of the type which can be instantaneously struck or not. It makes it possible to avoid the above-mentioned faults, particularly self-consumption, and it makes it easier to manufacture bootable batteries whatever their dimensions.

Ceci est obtenu en affectant à chaque cellule électrochimique une réserve d'électrolyte liquide qui lui est propre, et en stockant cette réserve "in situ" dans la cellule, sous la forme de petites capsules (appelées dans la suite du texte "microcapsules"), sphériques par exemple, qui peuvent avoir un diamètre par exemple compris entre 0,01 mm et environ 1 mm. Lors de l'amorçage de la pile, les microcapsules sont soumises à une force qui tend à les écraser, ce qui libère l'électrolyte liquide lequel était déjà dans la cellule mais contenu dans des microcapsules sous forme de volumes élémentaires isolés les uns des autres. This is obtained by assigning to each electrochemical cell a reserve of liquid electrolyte which is specific to it, and by storing this reserve "in situ" in the cell, in the form of small capsules (called in the following text "microcapsules") , spherical for example, which can have a diameter for example between 0.01 mm and about 1 mm. When the stack is primed, the microcapsules are subjected to a force which tends to crush them, which releases the liquid electrolyte which was already in the cell but contained in microcapsules in the form of elementary volumes isolated from each other. .

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles
- la figure 1 montre schématiquement des cellules d'une pile électrochimique conforme à l'invention et illustre une forme de réalisation préférée de l'invention;
- la figure 2 illustre une seconde forme de réalisation de l'invention.The invention will be better understood on reading the description which follows, given by way of nonlimiting example, with reference to the appended figures among which
- Figure 1 schematically shows cells of an electrochemical cell according to the invention and illustrates a preferred embodiment of the invention;
- Figure 2 illustrates a second embodiment of the invention.

La figure 1 montre schématiquement par une vue en coupe, une pile électrochimique amorçable à réserve 1 conforme à l'invention. Figure 1 shows schematically in a sectional view, an electrochemical cell bootable reserve 1 according to the invention.

La pile 1 comporte une succession de cellules électrochimiques CI à Cn. Dans l'exemple non limitatif décrit, le nombre n de cellules est égal à 9, mais bien entendu ce nombre peut être différent plus important ou plus faible et même égal à 1, car les effets avantageux de l'invention existent même dans le cas d'une pile électrochimique comportant une unique cellule. Les cellules Cl à Cn sont contenues dans une enceinte 2, et elles sont séparées les unes des autres par des plaques de séparation 3. Chaque cellule Cl à Cn comporte une première et une seconde électrode Es, E- entre lesquelles est formé un espace 4.L'espace 4 est destiné à être rempli au moins partiellement par un électrolyte liquide quand la pile 1 est amorcée : les deux électrodes Es, E- de chaque cellule électrochimique baignent alors dans l'électrolyte, chaque cellule C1 à Cn est ainsi activée et produit une force électromotrice d'une manière en elle-même classique. The cell 1 comprises a succession of electrochemical cells CI to Cn. In the nonlimiting example described, the number n of cells is equal to 9, but of course this number can be different, greater or less, and even equal to 1, because the advantageous effects of the invention exist even in the case of an electrochemical cell comprising a single cell. The cells C1 to Cn are contained in an enclosure 2, and they are separated from each other by separation plates 3. Each cell C1 to Cn comprises a first and a second electrode Es, E- between which is formed a space 4 .Space 4 is intended to be filled at least partially with a liquid electrolyte when the battery 1 is primed: the two electrodes Es, E- of each electrochemical cell then bathe in the electrolyte, each cell C1 to Cn is thus activated and produces an electromotive force in a conventional manner.

Les cellules électrochimiques Cl à Cn sont montées en série et ajoutent les tensions qu'elles produisent, de manière que la tension totale fournie par la pile 1 soit disponible entre deux sorties "+" "-", dont l'une est la polarité positive délivrée par une électrode E+ de la cellule Cn, et l'autre " - " est la polarité négative délivrée par l'électrode E- de la première cellule CI. A cet effet les plaques séparatrices sont réalisées de manière en elle-mêmes classiques, de manière à constituer des lames bipolaires : ces plaques sont en un matériau conducteur dont une face est recouverte par exemple de plomb pour former une électrode négative E-, et dont l'autre face est recouverte par exemple de dioxyde de plomb (PbO2) pour former une électrode positive Es. Ainsi par exemple la plaque séparatrice 3 qui sépare la première et la seconde cellules électrochimiques Cl, C2 porte sur une face l'électrode négative E- de la première cellule Cl, et porte sur la face opposée l'électrode négative E- de la seconde cellule C2. The electrochemical cells Cl to Cn are connected in series and add the voltages they produce, so that the total voltage supplied by the battery 1 is available between two outputs "+" "-", one of which is the positive polarity delivered by an electrode E + of the cell Cn, and the other "-" is the negative polarity delivered by the electrode E- of the first cell CI. For this purpose the separating plates are produced in themselves conventional, so as to constitute bipolar blades: these plates are made of a conductive material of which one face is covered for example with lead to form a negative electrode E-, and of which the other face is covered for example with lead dioxide (PbO2) to form a positive electrode Es. Thus, for example, the separating plate 3 which separates the first and the second electrochemical cells Cl, C2 carries on one face the negative electrode E- of the first cell Cl, and carries on the opposite face the negative electrode E- of the second cell C2.

Suivant une caractéristique de l'invention, chaque cellule électrochimique Cl à Cn contient la dose d'électrolyte liquide nécessaire à son fonctionnement. Il est à noter que compte tenu de l'exemple ci-dessus cité où les électrodes Es, Esont respectivement en dioxyde de plomb et en plomb, l'électrolyte peut être un acide, par exemple de l'acide fluoroborique (HBF4). According to a characteristic of the invention, each electrochemical cell C1 to Cn contains the dose of liquid electrolyte necessary for its operation. It should be noted that taking into account the example cited above where the electrodes Es, Es are respectively of lead dioxide and lead, the electrolyte can be an acid, for example fluoroboric acid (HBF4).

Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque dose de liquide électrolytique est fractionnée en un grand nombre de volumes élémentaires contenus chacun dans une petite capsule appelée microcapsule. Chaque cellule électrochimique Ci à Cn contient ainsi une pluralité de microcapsules MC renfermant chacune de l'électrolyte liquide. According to another characteristic of the invention, each dose of electrolytic liquid is divided into a large number of elementary volumes each contained in a small capsule called a microcapsule. Each electrochemical cell Ci to Cn thus contains a plurality of MC microcapsules each containing liquid electrolyte.

Ces microcapsules MC peuvent avoir une forme sphérique, ou différente selon la technique utilisée pour la mise en capsule, technique qui est couramment appelée microencapsulation. Les microcapsules MC peuvent être réalisées dans une grande gamme de dimensions dans le cas de microcapsules sphériques par exemple, elles peuvent avoir par exemple un diamètre compris entre 0,01 mm et 1 mm ou plusieurs mm. Ceci permet d'appliquer cette technique aux piles électrochimiques amorçables, et permet d'envisager sans adaptation particulière, une grande variété de formes et de dimensions des cellules.These MC microcapsules can have a spherical shape, or different depending on the technique used for the capsule setting, a technique which is commonly called microencapsulation. MC microcapsules can be produced in a wide range of dimensions in the case of spherical microcapsules for example, they can for example have a diameter between 0.01 mm and 1 mm or several mm. This makes it possible to apply this technique to the bootable electrochemical cells, and makes it possible to envisage without particular adaptation, a large variety of shapes and dimensions of the cells.

Parmi les méthodes d'encapsulation ou microencapsulation de liquides, on peut citer les méthodes suivantes
1/ méthode dite de "formation des parois par polycondensation interfaciale" (Documents de Brevets en
Grande-Bretagne n0 1 462 556, n0 1069 140, n0 1046 409 ; et
Brevet US n0 3 405 071)
2/ méthode dite "d'enrobage par thermoréticulation de la paroi polymère ou par sa polymérisation" (Documents de
Brevets au Japon n0 140479/77, n0 58061/70)
3/ méthode dite de coacervation
4/ méthode dite d"'encapsulation par séparation de phase" (Document de Brevet français n0 i 518 334 et Brevets US n0 3 418 250 ET 3 242 051)
5/ méthode dite "par évaporation d'une émulsion double" (Documents de Brevets français n0 1 362 933 et n0 i 362 934)
- d'autres méthodes encore sont décrites notamment dans les Brevets US n0 3 389 194, n0 3 423 489 et n0 2 379 817
L'enveloppe des microcapsules MC est constituée par exemple par un polymère ou un ensemble de polymères, tels que par exemple des polystyrènes, polymétacrylates de méthyle, polyuréthanes, polyéthylènes ou polypropylènes, choisis et associés de telle sorte qu'ils permettent notamment d'une part, de préserver ltélectrolyte de toute altération durant toute la période de stockage et sans le laisser fuir ; et d'autre part pour leur aptitude à s 'écraser de manière à libérer l'électrolyte liquide (incompressible) contenu dans la microcapsule, quand une force suffisante est exercée sur cette microcapsule.Among the methods of encapsulation or microencapsulation of liquids, the following methods may be mentioned
1 / so-called "wall formation by interfacial polycondensation" method (Patent Documents in
Great Britain No. 1,462,556, No. 1,069,140, No. 1,046,409; and
US Patent No. 3,405,071)
2 / method known as "coating by heat-crosslinking of the polymer wall or by its polymerization" (Documents of
Patents in Japan No. 140479/77, No. 58061/70)
3 / so-called coacervation method
4 / so-called "phase separation encapsulation" method (French Patent Document no. 518,334 and US Patents no. 3,418,250 AND 3,242,051)
5 / method called "by evaporation of a double emulsion" (French Patent Documents no 1,362,933 and no i 362,934)
- still other methods are described in particular in US Patents Nos. 3,389,194, Nos. 3,423,489 and Nos. 2,379,817
The envelope of MC microcapsules consists for example of a polymer or a set of polymers, such as for example polystyrenes, polymethyl methacrylates, polyurethanes, polyethylenes or polypropylenes, chosen and combined so that they allow in particular a firstly, to preserve the electrolyte from any deterioration during the entire storage period and without allowing it to leak; and on the other hand for their ability to crush so as to release the liquid (incompressible) electrolyte contained in the microcapsule, when a sufficient force is exerted on this microcapsule.

Les avantages principaux qui résultent de cette organisation sont les suivants
- pour chaque cellule électrochimique Ci à Cn, la dose d'électrolyte liquide est stockée dans la cellule elle-même, c'est-à-dire que l'électrolyte est stockée "in situ". Il en résulte une simplification de la pile, un gain en volume et en temps de réponse
- les cellules électrochimiques peuvent ainsi être étanches, isolées les unes des autres, d'où résulte une élimination de l'auto-consommation de la pile, ce qui rend inutile le surdimensionnement de la pile ; le volume est réduit au strict nécessaire.Il est à noter que l'étanchéité des cellules n'est pas obligatoirement une étanchéité absolue, et lton peut considérer que les cellules sont étanches dès lors qu'elles ne sont pas reliées entre elles par un volume d'électrolyte
- l'homogénéité de répartition de l'électrolyte dans les cellules est garantie au montage, par la répartition des microcapsules. Il y a donc optimisation de la puissance
- grande souplesse géométrique et possibilité de forte miniaturisation, compte tenu des faibles dimensions des microcapsules ou microbilles qui peuvent être fabriquées en très grande série, et rester compatibles avec différentes géométries de cellules.The main advantages which result from this organization are the following:
- For each electrochemical cell Ci to Cn, the dose of liquid electrolyte is stored in the cell itself, that is to say that the electrolyte is stored "in situ". This results in a simplification of the stack, a gain in volume and in response time.
- The electrochemical cells can thus be sealed, isolated from each other, which results in an elimination of the self-consumption of the battery, which makes it unnecessary to oversize the battery; the volume is reduced to what is strictly necessary. It should be noted that the tightness of the cells is not necessarily an absolute tightness, and it can be considered that the cells are tight as soon as they are not connected to each other by a volume electrolyte
- the homogeneity of distribution of the electrolyte in the cells is guaranteed during assembly, by the distribution of the microcapsules. So there is power optimization
- great geometrical flexibility and possibility of strong miniaturization, taking into account the small dimensions of the microcapsules or microbeads which can be manufactured in very large series, and remain compatible with different geometries of cells.

En supposant à titre d'exemple suivant un cas courant, que la largeur L d'une cellule constituée entre les deux électrodes E-, E+ soient de l'ordre de i mm, et que les microcapsules MC soient de forme sphérique avec un diamètre de l'ordre de 0,3 mm, il est très facile d'introduire les microcapsules dans chaque cellule, et de remplir ces dernières jusqu a un niveau Ni donné, avec des différences relativement faibles dans les quantités stockées par les différentes cellules. Assuming by way of example according to a common case, that the width L of a cell formed between the two electrodes E-, E + are of the order of i mm, and that the microcapsules MC are spherical in shape with a diameter on the order of 0.3 mm, it is very easy to introduce the microcapsules into each cell, and to fill them up to a given Ni level, with relatively small differences in the quantities stored by the different cells.

L'électrolyte liquide est libéré par l'écrasement des microcapsules. L'écrasement des microcapsules peut être accompli de différentes manières. Dans l'exemple non limitatif décrit, dans chaque cellule Ci à Cn l'écrasement des microcapsules MC est accompli à l'aide d'un piston Pi à Pn. Une extrémité 6 de chacun de ces pistons pénètre dans la cellule Ci à CN correspondante, afin notamment de fermer cette dernière et empêcher que les microcapsules ne s'en échappent. The liquid electrolyte is released by the crushing of the microcapsules. The crushing of microcapsules can be accomplished in different ways. In the nonlimiting example described, in each cell Ci to Cn the crushing of the microcapsules MC is accomplished using a piston Pi to Pn. One end 6 of each of these pistons enters the cell Ci to CN corresponding, in particular in order to close the latter and prevent the microcapsules from escaping therefrom.

Quand l'amorçage de la pile 1 est décidé, les pistons
Pi à Pn s'enfoncent dans les cellules Cl à Cn, et provoquent l'écrasement des microcapsules qui laissent échapper l'électrolyte qu'elles contiennent. Selon la nature du matériau utilisé pour former les membranes de microcapsules : la majorité de ces capsules contenues dans une cellule peut s'écraser pour un faible enfoncement des pistons Pi à Pn ; dans d'autres cas l'enfoncement nécessaire des pistons peut être plus important, et il peut être nécessaire par exemple que les microcapsules soient directement soumises à la force exercée par les pistons
Pi à Pn pour être brisées.When the priming of stack 1 is decided, the pistons
Pi to Pn sink into cells Cl to Cn, and cause the crushing of the microcapsules which allow the electrolyte they contain to escape. Depending on the nature of the material used to form the membranes of microcapsules: the majority of these capsules contained in a cell can be crushed for a slight depression of the pistons Pi to Pn; in other cases the necessary insertion of the pistons may be greater, and it may be necessary for example that the microcapsules are directly subjected to the force exerted by the pistons
Pi to Pn to be broken.

Dans ce dernier cas, il est possible comme représenté à la figure 1, de prévoir dans chaque cellule un filtre Fi à Fn placé à mi-hauteur de chaque cellule, de manière que durant la période de non urntilisahon de la pile 1 c'est-à-dire durant la période de stockage, les microcapsules soient stockées dans chaque cellule Ci à Cn entre les filtres Fi à Fn et les extrémités des pistons Quand l'amorçage de la pile 1 est décidé, les pistons s'enfoncent dans les cellules Ci à Cn jusqu'sou filtre Fi à En et brisent ainsi toutes les microcapsules.Dans chaque cellule, le filtre Fi à Fn laisse passer ltélectrolyte liquide vers le fond de la cellule et retient les membranes des microcapsules : chaque cellule Ci à
Cn est ainsi partagée en deux parties dont l'une située entre le filtre et le fond est une zone active ZA remplie d'électrolyte liquide, et dont l'autre située au-dessus du filtre est une zone de stockage ZS contenant les enveloppes des microcapsules. Un des avantages de cette solution est qu'elle permet de conserver une faible résistance interne aux zones actives ZA, du fait que celles-ci ne comportent pas les déchets de microcapsules.In the latter case, it is possible as shown in FIG. 1, to provide in each cell a filter Fi at Fn placed halfway up each cell, so that during the period of non-use of the battery 1 it is that is to say during the storage period, the microcapsules are stored in each cell Ci to Cn between the filters Fi to Fn and the ends of the pistons When the priming of the stack 1 is decided, the pistons sink into the cells Ci to Cn up to or filter Fi to En and thus break all the microcapsules. In each cell, the filter Fi to Fn lets the liquid electrolyte pass to the bottom of the cell and retains the membranes of the microcapsules: each cell Ci to
Cn is thus divided into two parts, one of which located between the filter and the bottom is an active zone ZA filled with liquid electrolyte, and the other of which located above the filter is a storage zone ZS containing the envelopes of the microcapsules. One of the advantages of this solution is that it makes it possible to maintain a low internal resistance to the active zones ZA, owing to the fact that these do not contain the waste of microcapsules.

Les pistons Pi à Pn peuvent être solidaires d'un plateau commun 10, de manière à être actionnés simultanément. The pistons Pi to Pn can be secured to a common plate 10, so as to be actuated simultaneously.

Le plateau commun 10 peut être déplacé, quand l'amorçage de la pile 1 est décidé, de différentes manières en elles-mêmes classiques. Par exemple par la pression d'un gaz provenant d'un dispositif générateur de gaz 30 en lui-même classique, disposé dans un espace 13 compris entre le plateau commun 10 et une paroi supérieure 14 de l'enceinte 2. Quand l'amorçage de la pile est décidé, un gaz produit par le dispositif générateur 30 pousse le plateau commun 10, et provoque ltenfoncement des pistons Pi à Pn dans les cellules Ci à Cn, d'où résulte l'écrasement des microcapsules MC.The common plate 10 can be moved, when the priming of the stack 1 is decided, in different ways in themselves conventional. For example by the pressure of a gas from a gas generator device 30 in itself conventional, disposed in a space 13 between the common plate 10 and an upper wall 14 of the enclosure 2. When priming of the battery is decided, a gas produced by the generator device 30 pushes the common plate 10, and causes the piston Pi to Pn to sink into the cells Ci to Cn, which results in the crushing of the microcapsules MC.

Mais il est possible aussi que le plateau commun 10 et les pistons Pi à Pn constituent une masselotte dont l'inertie provoque le mouvement d'enfoncement des pistons Pi à Pn, d'une façon en elle-même classique un tel agencement est plus particulièrement destiné aux cas où la pile électrochimique amorçable à réserve est du type "amorçable au coup c' est-à-dire amorçable à l'instant du départ de l'engin balistique. Les exemples ci-dessus sont donnés à titre d'exemple non limitatif et comme il a été mentionné plus haut, quantité d'autres moyens peuvent être utilisés pour provoquer ltenfoncement des pistons Pi à Pn. But it is also possible that the common plate 10 and the pistons Pi to Pn constitute a counterweight whose inertia causes the driving movement of the pistons Pi to Pn, in a manner in itself conventional such an arrangement is more particularly intended for the cases where the electrochemical cell bootable with reserve is of the type “bootable with the blow that is to say bootable at the moment of the departure of the ballistic missile. The examples above are given by way of example not limitative and as mentioned above, a number of other means can be used to cause the pistons Pi to Pn to sink.

La figure 2 représente schématiquement une deuxième forme de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'une succession de cellules électrochimiques Ci à Cn montées de manière à constituer chacune un soufflet, de façon que dans chaque cellule les microcapsules MC soient écrasées entre les deux électrodes E+, E-. FIG. 2 schematically represents a second embodiment of the invention. Figure 2 is a sectional view of a succession of electrochemical cells Ci to Cn mounted so as to each constitute a bellows, so that in each cell the microcapsules MC are crushed between the two electrodes E +, E-.

Chaque cellule Ci à Cn comprend deux électrodes E+,
E- semblables aux deux électrodes d'une cellule de la figure 1.Each cell Ci to Cn includes two E + electrodes,
E- similar to the two electrodes of a cell in Figure 1.

Comme dans l'exemple précédent, deux cellules consécutives sont séparées par une plaque de séparation 3 portant sur une face l'électrode E+ d'une cellule, et portant sur la face opposée l'électrode E- d'une cellule consécutive. Dans un exemple de réalisation simple, les plaques séparatrices 3 portant les électrodes E+, E- sont disposées dans des plans perpendiculaires à un axe longitudinal 20 suivant lequel se succèdent les cellules Ci à Cn, ces plaques séparatrices 3 étant centrées sur l'axe longitudinal 20.As in the previous example, two consecutive cells are separated by a separation plate 3 carrying on one face the electrode E + of a cell, and carrying on the opposite face the electrode E- of a consecutive cell. In a simple embodiment, the separating plates 3 carrying the electrodes E +, E- are arranged in planes perpendicular to a longitudinal axis 20 along which the cells Ci to Cn follow one another, these separating plates 3 being centered on the longitudinal axis 20.

Dans la forme de réalisation montrée à la figure 2, deux plaques séparatrices 3 consécutives sont reliées entre elles par un anneau 21 en un matériau souple, un matériau élastomère par exemple. Chaque anneau 21 ferme de façon étanche la périphérie d'une cellule Ci à Cn, et la souplesse de cet anneau lui permet de remplir un rôle de soufflet. In the embodiment shown in FIG. 2, two consecutive separating plates 3 are connected together by a ring 21 made of a flexible material, an elastomeric material for example. Each ring 21 seals the periphery of a cell Ci to Cn, and the flexibility of this ring allows it to fulfill a role of bellows.

Une telle structure peut être obtenue de différentes manières, par exemple en collant l'un à l'autre les différents éléments: à cet effet par exemple on peut préparer un nombre n de sous-ensembles constitués chacun d'une plaque séparatrice 3 collée à un anneau 21 ; puis en prenant un premier tel sous-ensemble 3-21, on le place de manière que la plaque séparatrice 3 soit horizontale avec l'anneau 21 au-dessus, et on remplit ce premier sous-ensemble de microcapsules MC ; puis le premier sous-ensemble 3-21 étant rempli de microcapsules, on ferme ce premier sous-ensemble par un second, en collant la plaque séparatrice 3 de ce second sous-ensemble sur l'anneau 21 du premier ; on procède ainsi jusqu a réaliser les n cellules dont la dernière est formée par collage d'une électrode Es portée par un plateau 25 destiné à constituer un piston. Les cellules Ci à Cn peuvent être alors disposées dans l'enceinte 2 en appui contre un fond 26 de cette dernière. L'extrémité de l'enceinte opposée au fond 26 est fermée de façon étanche par un couvercle 27, sur lequel est monté un dispositif générateur de gaz 30. Quand l'amorçage de la pile est décidé, le gaz libéré par le générateur 30 pousse le plateau 25 qui est déplacé dans le sens montré par une flèche 29, et qui comprime la succession de cellules électrochimiques Ci à Cn. Such a structure can be obtained in different ways, for example by bonding the different elements to each other: for this purpose, for example, a number n of sub-assemblies can be prepared, each consisting of a separating plate 3 bonded a ring 21; then taking a first such sub-assembly 3-21, it is placed so that the separating plate 3 is horizontal with the ring 21 above, and this first sub-assembly is filled with microcapsules MC; then the first sub-assembly 3-21 being filled with microcapsules, this first sub-assembly is closed by a second, by bonding the separating plate 3 of this second sub-assembly to the ring 21 of the first; this is done until the n cells are produced, the last of which is formed by bonding an electrode Es carried by a plate 25 intended to constitute a piston. The cells Ci to Cn can then be placed in the enclosure 2 pressing against a bottom 26 of the latter. The end of the enclosure opposite the bottom 26 is sealed by a cover 27, on which is mounted a gas generator device 30. When the priming of the cell is decided, the gas released by the generator 30 pushes the plate 25 which is moved in the direction shown by an arrow 29, and which compresses the succession of electrochemical cells Ci to Cn.

Au repos, c'est-à-dire avant l'amorçage de la pile, les cellules Ci à Cn ont une largeur LM maximum, supérieure bien entendu au diamètre d d'une microcapsule. En supposant que la largeur LM d'une cellule permette de loger uniquement une microcapsule dans cette largeur, le nombre de microcapsules dans chaque cellule Ci à Cn est donnée sensiblement par le rapport de la hauteur H d'une cellule au diamètre d d'une microcapsule. At rest, that is to say before the priming of the stack, the cells Ci to Cn have a maximum width LM, of course greater than the diameter d of a microcapsule. Assuming that the width LM of a cell makes it possible to house only one microcapsule in this width, the number of microcapsules in each cell Ci to Cn is given substantially by the ratio of the height H of a cell to the diameter d of a microcapsule.

Quand l'amorçage de la pile est décidé, le plateau 25 pousse sur la succession de cellules Ci à Cn : la largeur de ces dernières diminue jusqu a une largeur LF inférieure au diamètre d des microcapsules MC (le diamètre d étant par exemple le diamètre moyen de ces microcapsules, pour le cas où existerait une dispersion dans les diamètres obtenus par rapport à un diamètre désiré). Ces microcapsules peuvent ainsi être toutes écrasées pour une variation relativement faible de la largeur de chaque cellule Ci à Cn. L'écrasement des microcapsules MC libère l'électrolyte contenu dans ces capsules, d'où résulte l'activation de chaque cellule électrochimique. On peut noter que dans la forme de réalisation de la figure 2, chaque cellule
Ci à Cn peut être effectivement fermée de façon étanche. When the priming of the stack is decided, the plate 25 pushes on the succession of cells Ci to Cn: the width of the latter decreases until a width LF less than the diameter d of the microcapsules MC (the diameter d being for example the diameter using these microcapsules, in the event that there is a dispersion in the diameters obtained in relation to a desired diameter). These microcapsules can thus all be crushed for a relatively small variation in the width of each cell Ci to Cn. The crushing of the microcapsules MC releases the electrolyte contained in these capsules, from which results the activation of each electrochemical cell. Note that in the embodiment of Figure 2, each cell
Ci à Cn can be effectively sealed.

Dans cette version et comme dans l'exemple précédent, la dose d'électrolyte destinée à chaque cellule est stockée directement dans chaque cellule, ce qui évite d'avoir à établir des conduits de communication entre cellules, et supprime ainsi l'effet néfaste d'auto-consommation de la pile. En outre, en stockant l'électrolyte dans des microcapsules, on simplifie considérablement la fabrication en général de ces piles électrochimiques, en particulier en ce qui concerne la conception et l'assemblage des cellules, grâce notamment au fait que le diamètre des microcapsules peut être très inférieur à espace formé entre les deux électrodes d'une cellule.  In this version and as in the previous example, the dose of electrolyte intended for each cell is stored directly in each cell, which avoids having to establish communication conduits between cells, and thus eliminates the harmful effect of self-consumption of the battery. In addition, by storing the electrolyte in microcapsules, the manufacture in general of these electrochemical cells is considerably simplified, in particular as regards the design and assembly of the cells, thanks in particular to the fact that the diameter of the microcapsules can be much less than the space formed between the two electrodes of a cell.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Pile électrochimique amorçable du type à réserve, comportant au moins une cellule (C1 à Cn) et une dose d'électrolyte liquide par cellule, des moyens (P1 à Pn) pour répandre au moins partiellement la dose d'électrolyte liquide dans la cellule lors de l'amorçage de la pile (1), caractérisée en ce qu'avant l'amorçage, la dose d'électrolyte liquide est formée par une pluralité de volumes élémentaires séparés contenus chacun dans une capsule appelée microcapsule (MC). 1. Bootable electrochemical cell of the reserve type, comprising at least one cell (C1 to Cn) and one dose of liquid electrolyte per cell, means (P1 to Pn) for at least partially spreading the dose of liquid electrolyte in the cell during priming of the battery (1), characterized in that before priming, the dose of liquid electrolyte is formed by a plurality of separate elementary volumes each contained in a capsule called microcapsule (MC). 2. Pile électrochimique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un nombre n de cellules (Ci à Cn) contenant chacune une dose d'électrolyte stockée sous la forme de microcapsules (MC). 2. Electrochemical cell according to claim 1, characterized in that it comprises a number n of cells (Ci to Cn) each containing a dose of electrolyte stored in the form of microcapsules (MC). 3. Pile électrochimique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les microcapsules (MC) servant à constituer une dose d'électrolyte sont contenues dans la cellule (C1 à Cn) correspondante. 3. Electrochemical cell according to one of the preceding claims, characterized in that the microcapsules (MC) serving to constitute a dose of electrolyte are contained in the corresponding cell (C1 to Cn). 4. Pile électrochimique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les microcapsules (MC) ont un diamètre (d) inférieur à la largeur (L) d'un espace formé entre deux électrodes (E+, E-) d'une cellule (C1 à Cn). 4. Electrochemical cell according to one of the preceding claims, characterized in that the microcapsules (MC) have a diameter (d) less than the width (L) of a space formed between two electrodes (E +, E-) of a cell (C1 to Cn). 5. Pile électrochimique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il comporte des moyens (P1 à 5. Electrochemical cell according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises means (P1 to Pn) pour écraser au moins une partie des microcapsules (MC).Pn) to crush at least part of the microcapsules (MC). 6. Pile électrochimique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les cellules consécutives (C1 à Cn) sont séparées par des plaques séparatrices (3), et en ce que les microcapsules (MC) sont stockées entre les plaques séparatrices. 6. Electrochemical cell according to one of the preceding claims, characterized in that the consecutive cells (C1 to Cn) are separated by separating plates (3), and in that the microcapsules (MC) are stored between the separating plates. 7. Pile électrochimique selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque cellule (C1 à Cn) est fermée par un piston (P1 à Pn) disposé entre les plaques séparatrices (3), chaque piston (P1 à Pn) pouvant s'enfoncer dans la cellule (Ci à  7. Electrochemical cell according to claim 6, characterized in that each cell (C1 to Cn) is closed by a piston (P1 to Pn) disposed between the separating plates (3), each piston (P1 to Pn) being able to sink in the cell (Ci à Cn) correspondante pour écraser des microcapsules. Cn) corresponding to crush microcapsules. 8. Pile électrochimique selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque cellule (C1 à Cn) comporte un filtre (El à En) laissant passer l'électrolyte vers un fond de la cellule, de façon que avant l'amorçage, les microcapsules soient stockées entre le filtre et le piston. 8. Electrochemical cell according to claim 7, characterized in that each cell (C1 to Cn) comprises a filter (El to En) allowing the electrolyte to pass to a bottom of the cell, so that before priming, the microcapsules are stored between the filter and the piston. 9. Pile électrochimique selon l'une quelconque des revendications i ou 2 ou 3 ou 4, ou 5, ou 6, caractérisée en ce que deux plaques séparatrices (3) consécutives sont réunies par un élément souple (21) formant un soufflet (25), chaque cellule étant ainsi fermée par un soufflet (25), chaque cellule (C1 à 9. An electrochemical cell according to any one of claims i or 2 or 3 or 4, or 5, or 6, characterized in that two consecutive separating plates (3) are joined by a flexible element (21) forming a bellows (25 ), each cell thus being closed by a bellows (25), each cell (C1 to Cn) contenant avant l'amorçage des microcapsules (MC), et en ce que la pile électrochimique (1) comporte des moyens pour comprimer les cellules (C1 à Cn) et diminuer leur largeur (LM, Cn) containing microcapsules (MC) before priming, and in that the electrochemical cell (1) includes means for compressing the cells (C1 to Cn) and reducing their width (LM, LF) considérée entre deux plaques séparatrices (3) consécutives.LF) considered between two consecutive separating plates (3). 10. Pile électrochimique selon la revendication 9, caractérisée en ce que la largeur des cellules (C1 à Cn) est diminuée jusqu'à une largeur (LE) inférieure au diamètre (d) des microcapsules.  10. Electrochemical cell according to claim 9, characterized in that the width of the cells (C1 to Cn) is reduced to a width (LE) less than the diameter (d) of the microcapsules.