Brevet FR3040241A1 (20170224)
REVENDICATIONS1. Batterie au lithium comprenant au moins une cellule électrochimique comprenant : -une électrode négative, qui comprend, comme matériau actif, du lithium métallique ; -une électrode positive, qui comprend, comme matériau actif, un matériau d'insertion du lithium, -un électrolyte conducteur d'ions lithium, caractérisée en ce que l'électrolyte conducteur d'ions lithium est composé d'au moins deux matériaux différents, qui sont, respectivement, un premier matériau solide inorganique au contact de l'électrode négative et un deuxième matériau solide inorganique au contact de l'électrode positive.\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon la revendication 1, dans laquelle l'électrolyte conducteur d'ions lithium est constitué exclusivement desdits au moins deux matériaux solides inorganiques différents.\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'un des matériaux solides inorganiques, à savoir le premier ou le deuxième matériau solide inorganique, est déposé sous forme d'une couche à la surface de l'électrode concernée, à savoir l'électrode négative lorsqu'il s'agit du premier matériau solide inorganique ou l'électrode positive lorsqu'il s'agit du deuxième matériau solide inorganique, tandis que l'autre matériau solide inorganique forme un mélange composite avec le ou les matériaux constitutifs de l'autre électrode.\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon la revendication 3, dans laquelle le matériau solide inorganique formant une couche à la surface de l'électrode est le premier matériau solide inorganique. 3040241 18\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'un des matériaux solides inorganiques, à savoir le premier ou le deuxième matériau solide inorganique, forme un mélange composite avec le ou les matériaux constitutifs de l'électrode concernée, à savoir l'électrode négative lorsqu'il s'agit du premier matériau 5 solide inorganique ou l'électrode positive lorsqu'il s'agit du deuxième matériau solide inorganique, et forme également un mélange avec l'autre matériau solide inorganique pour former une couche déposée à la surface de l'autre électrode, avec une concentration en l'autre matériau décroissante de la surface de l'autre électrode vers le mélange composite. 10\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'un des matériaux solides inorganiques, à savoir le premier ou le deuxième matériau solide inorganique, forme un mélange composite avec le ou les matériaux constitutifs de l'électrode concernée, à savoir l'électrode négative lorsqu'il s'agit du premier matériau 15 solide inorganique ou l'électrode positive lorsqu'il s'agit du deuxième matériau solide inorganique, et forme également une couche, dite première couche, à la surface de cette électrode, tandis que l'autre matériau solide inorganique est présent sous forme d'une couche disposée entre ladite première couche et l'autre électrode. 20\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau d'insertion du lithium de l'électrode positive est un matériau lithié à structure spinelle.\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, dans laquelle le matériau d'insertion du lithium de l'électrode positive est : -un matériau de formule LiM1PO4, dans laquelle NA1 est un élément de transition ou un mélange d'éléments de transition, des matériaux de ce type pouvant être LiCoPO4 ou LiNiPO4 ; 3040241 19 -un matériau de formule LiM2SO4X1, dans laquelle M2 est un élément de transition ou un mélange d'éléments de transition et Xl est un élément halogène, des matériaux de ce type pouvant être LiCoSO4F, LiNiSO4F ; -un matériau de formule Li2M3PO4X2, dans laquelle M3 est un élément 5 de transition ou un mélange d'éléments de transition et X2 est un élément halogène, des matériaux de ce type pouvant être Li2CoPO4F, Li2NiPO4F ; ou -un matériau de formule LiMn2_'M4x04, dans laquelle M4 est un élément de transition choisi parmi Ni, Fe, Co et les mélanges de ceux-ci et x est compris entre 0,4 et 1, un matériau de ce type pouvant être LiMni,5Nio,504. 10\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle le matériau d'insertion de lithium de l'électrode positive est un composé de formule suivante : LiMO2 15 dans laquelle M est un élément choisi parmi Ni, Co, Mn, AI, Li et les mélanges de ceux-ci.\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 9, dans laquelle le matériau d'insertion du lithium est un composé choisi parmi les oxydes lithiés LiCoO2, LiNiO2, les oxydes mixtes Li(Ni,Co,Mn)02, Li(Ni,Co,AI)02 ou 20 Li(Ni,Co,Mn,AI)02.\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le matériau solide inorganique destiné à être au contact de l'électrode négative est un matériau cristallin du type garnet. 25\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier matériau solide inorganique destiné à être au contact de l'électrode négative est un matériau de formule Li2La3Zr2012. 3040241 20\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le deuxième matériau solide inorganique destiné à être au contact de l'électrode positive est un matériau amorphe de la famille des verres ou des vitrocéramiques. 5\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le deuxième matériau solide inorganique destiné à être au contact de l'électrode positive est un matériau Li2S-SiS2. 10\n<CLM>\1\tBatterie au lithium selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle : -l'électrode positive comprend, comme matériau actif, des particules de matériau actif correspondant à des particules de composé de formule LiMO2 telle que définie à la revendication 9 ; 15 -le deuxième matériau solide inorganique est un matériau Li2S-SiS2, qui se présente sous forme d'un liant entre lesdites particules de matériau actif de l'électrode positive, la résultante étant ainsi un matériau composite comprenant, comme charge, les particules de matériau actif ; -l'électrode négative se présente sous forme d'un feuillet métallique en 20 lithium ; -le premier matériau solide inorganique est un matériau de formule Li7La3Zr2O12, qui est disposé entre l'électrode négative et le matériau composite susmentionné, ce premier matériau solide inorganique se présentant sous forme d'une couche. 25