Brevet FR3038145A1 (20161230)
REVENDICATIONS1. Procédé de préparation d'une électrode composite comprenant un matériau composite déposé sur un collecteur de courant CC, ledit procédé comprenant :\n<CLM>\1\tune étape de fonctionnalisation d'un agent carboné CE avec l'un quelconque des groupes fonctionnels L suivants : acide carboxylique [-CO2M], halogénure d'acyle [-COX], anhydride d'acide [-C(=0)0C(=0)-], acide sulfonique [-S02(OM)], halogénure d'acide sulfonique [-SO2X], dihalogénure d'acide phosphonique [-PDX2], halogénure de monoester d'acide phosphonique [-PDX(OR)], monoester d'acide phosphonique [-PO(OR)(OM)], diester d'acide phosphonique [-PO(OR)2] ou isocyanate [-N=C=O], avec X représentant un atome de chlore ou un atome de brome, M représentant un proton, un cation de métal alcalin ou un cation organique et R représentant un groupe méthyle ou éthyle, afin de former un agent carboné fonctionnalisé CE-f, et ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes :\n<CLM>\1\tune étape de préparation d'une pâte aqueuse ou organique comprenant l'agent carboné fonctionnalisé CE-f de l'étape 1), au moins une matière active MA et au moins un polymère hydrophile PH comprenant 20 plusieurs fonctions alcool, et\n<CLM>\1\tune étape comprenant la mise en contact de la pâte aqueuse ou organique avec un collecteur de courant CC et le traitement thermique de la pâte aqueuse ou organique et du collecteur de courant CC, afin de former une électrode composite comprenant un matériau composite déposé sur ledit 25 collecteur de courant CC, étant entendu que : ledit collecteur de courant CC présente une résistance de surface inférieure ou égale à 50 ohms/cm2, et * ledit matériau composite comprend un agent carboné fonctionnalisé 30 CE-f, au moins une matière active MA, et au moins un polymère hydrophile 3038145 49 réticulé PH-r comprenant plusieurs fonctions alcool et plusieurs fonctions ester choisies parmi les esters d'acides carboxyliques, les esters d'acides phosphoniques, les esters d'acides sulfoniques et les carbamates, ledit polymère hydrophile réticulé PH-r étant lié de façon covalente à l'agent 5 carboné fonctionnalisé CE-f par l'intermédiaire desdites fonctions ester.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent carboné CE est choisi parmi un noir de carbone, un graphite, un graphène, un carbone SP, un noir d'acétylène, un carbone vitreux, des nanotubes de carbone, des fibres de carbone, des nanofibres de carbone et un de leurs 10 mélanges.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent carboné CE est fonctionnalisé lors de l'étape\n<CLM>\1\tà l'aide d'un réactif T-X-L, dans lequel : - le groupe T est un groupe fonctionnel capable de réagir avec CE pour 15 former une liaison covalente ou un groupe fonctionnel précurseur d'un groupe fonctionnel capable de réagir avec CE pour former une liaison covalente ; - le groupe X est un groupe espaceur conjugué ; - le groupe L est tel que défini à la revendication\n<CLM>\1\t4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réactif 20 T-X-L est un sel de diazonium ou un précurseur d'un sel de diazonium.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que L est -CO2H ou -CO2M et T est -N H2.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière active MA est choisie parmi les oxydes, les 25 phosphates, les borates, les carbones activés et les alliages métallique du type LiyM dans laquelle 1\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère hydrophile PH comprenant plusieurs fonctions alcool présente une masse molaire allant de 5000 g/mol à 30 300000 g/mol. 3038145 50\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère hydrophile PH comprenant plusieurs fonctions alcool est choisi parmi les polysaccharides, les oligosaccharides et les polymères synthétiques comprenant des unités récurrentes [-CH2-CH(01-1)-]n, 5 avec n allant de 100 à 7000.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le polymère hydrophile PH est l'alcool polyvinylique.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape\n<CLM>\1\test réalisée selon les sous-étapes suivantes : 10 2-i) la préparation d'une solution aqueuse ou organique comprenant de 0,5% à 30% en masse de polymère hydrophile PH, 2-ii) la préparation d'une suspension aqueuse ou organique comprenant de 0,1% à 10% en masse de MA ; et de 0,1% à 5% en masse de CE-f, 15 2-iii) le mélange de la suspension aqueuse ou organique de la sous-étape 2-ii) avec la solution aqueuse ou organique de la sous-étape 2-i), et 2-iv) le maintien de la suspension résultante à température ambiante ou de chauffage, afin d'obtenir une pâte aqueuse ou organique.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape\n<CLM>\1\tcomprend : 3-i) une sous-étape au cours de laquelle le CC est placé dans un contenant, 3-ii) une sous-étape au cours de laquelle la pâte aqueuse ou organique 25 obtenue à l'étape\n<CLM>\1\test versée dans le contenant comprenant le CC, et 3-iii) une sous-étape de traitement thermique du contenant comprenant le CC et la pâte aqueuse ou organique à une température d'au moins 100°C. 3038145 51\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'étape\n<CLM>\1\tcomprend : 3-a) une sous-étape au cours de laquelle la pâte aqueuse ou organique est versée dans un contenant, 5 3-b) une sous-étape de traitement thermique du contenant comprenant la pâte aqueuse ou organique à une température d'au moins 100°C, 3-c) une sous-étape au cours de laquelle le CC est placé dans le contenant, dessus la pâte aqueuse ou organique traitée thermiquement, et 10 3-d) une sous-étape de maintien du traitement thermique du contenant comprenant le CC et la pâte aqueuse ou organique à une température d'au moins 100°C.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le collecteur de courant CC est choisi parmi un matériau 15 métallique, un matériau carboné, un matériau à base de silicium, un matériau textile, un matériau métallique modifié par une couche de carbone, de nitrure de métal de transition ou de polymère conducteur et un matériau constitué par une couche de polymère composite et une couche de matériau carboné.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le 20 collecteur de courant CC est un matériau constitué par une couche de polymère composite et une couche de matériau carboné.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le collecteur de courant CC est fonctionnalisé et le procédé comprend alors en outre une étape supplémentaire préalable à l'étape 3), au cours de laquelle le CC est fonctionnalisé pour former un collecteur de courant fonctionnalisé CC-f.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fonctions ester sont des fonctions ester d'acide carboxylique.\n<CLM>\1\tElectrode composite comprenant un matériau composite déposé 3038145 52 sur un collecteur de courant CC obtenue selon le procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que : ledit collecteur de courant CC présente une résistance de surface inférieure ou égale à 50 ohms/cm2, et 5 * ledit matériau composite comprend un agent carboné fonctionnalisé CE-f, au moins une matière active MA, et au moins un polymère hydrophile réticulé PH-r comprenant plusieurs fonctions alcool et plusieurs fonctions ester choisies parmi les esters d'acides carboxyliques, les esters d'acides phosphoniques, les esters d'acides sulfoniques et les carbamates, ledit 10 polymère hydrophile réticulé PH-r étant lié de façon covalente à l'agent carboné fonctionnalisé CE-f par l'intermédiaire desdites fonctions ester, l'agent carboné CE, la matière active MA et le collecteur de courant CC étant tels que définis à l'une quelconque des revendications 1 à\n<CLM>\1\t18. Electrode composite selon la revendication 17, caractérisée en ce 15 que le matériau composite comprend de 30% à 90% en masse de MA, de 5% à 70% en masse de CE-f, et de 5% à 50% en masse de polymère hydrophile réticulé PH-r.\n<CLM>\1\tSystème de stockage électrochimique comprenant une électrode positive et une électrode négative séparées par un électrolyte, caractérisé en 20 ce qu'au moins une des électrodes est une électrode composite obtenue selon le procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 16 ou telle que définie à la revendication 17 ou\n<CLM>\1\t20. Utilisation d'une électrode composite obtenue selon le procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 16 ou telle que définie à 25 la revendication 17 ou 18, dans un système de stockage de l'énergie, dans un capteur, un senseur ou un détecteur de gaz, ions ou polluants.