Brevet FR3041350A1 (20170324)
REVENDICATIONS1. Composé comprenant au moins une entité de formule (I) : Cx+ P G E in (I) dans laquelle : - A' est un anion de valence x égale à 1 ou 2, choisi parmi les anions sulfonate, sulfonylimide de type -S02-M-S02CyF2y-pi avec y un entier compris entre 0 et 4 ; borate, borane, phosphate, phosphinate, phosphonate, silicate, carbonate, sulfure, sélénate, nitrate et perchlorate ; - Cx+ est un contre-cation de l'anion A', choisi parmi le proton H+ et les cations des métaux alcalins et alcalino-terreux ; - p est un entier allant de 1 à 10, préférentiellement de 1 à 4 ; - E est un espaceur organique comportant un enchaînement linéaire d'au moins deux liaisons covalentes, en particulier d'au moins trois liaisons covalentes et plus particulièrement d'au moins quatre liaisons covalentes ; n est un entier supérieur ou égale à 2, en particulier allant de 2 à 1800 ; et - G représente : Ar (a) un groupe 111-X-111, dans lequel : X représente N, P ou Si-R, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe C1_4-alkyle, o Ar représente un groupement polycyclique formé de 2 à 6 cycles dont l'un au moins est aromatique, chaque cycle comprenant, indépendamment les uns des autres, de 4 à 6 chaînons, ledit groupement polycyclique pouvant inclure jusqu'à 18 hétéroatomes, en particulier choisis parmi S, N et 0 ; -^ représente une liaison avec l'espaceur E ; et -* représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions A' ; 3041350 43 111-X-Ar-X 1 -, D ou (b) un groupe , dans lequel : - Xi et X2, identiques ou différents, représentent NR, O ou S, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle ; en particulier X1 et X2 représentent tous les deux NH ou O ; 5 o -El représente une liaison avec l'espaceur E ; et - -* représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions A' ; - Ar est tel que défini précédemment ; le ou lesdits anions Ax- étant lié(s) de manière covalente au groupement polycyclique Ar. 10\n<CLM>\1\tComposé selon la revendication précédente, ledit composé étant un polymère comprenant, voire étant formé, des motifs monomériques de formule (I') suivante : Cx+ AX p -G -E (I') dans laquelle G, E, AX, Cx+ et p sont tels que définis en revendication\n<CLM>\1\t15\n<CLM>\1\tComposé selon la revendication 1 ou 2, ledit composé étant un polymère comprenant, voire étant formé, des motifs monomériques de formule (II) : X-CX+ Ar N - E (II) dans laquelle E, Ar, A', Cx+ et p sont tels que définis en revendication\n<CLM>\1\t4. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que Ar présente l'un des squelettes polycycliques suivants : 3041350 44\n<CLM>\1\tComposé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Ar est un groupement bicyclique aromatique, en particulier présentant un squelette aromatique naphtalène, et plus particulièrement Ar est un groupe naphtalène.\n<CLM>\1\tComposé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que E est une chaîne aliphatique linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, à au moins deux liaisons covalentes, ladite chaîne étant éventuellement interrompue par un 3041350 45 ou plusieurs hétéroatome(s), en particulier S, O ou N, par un ou plusieurs métalloïdes, par exemple du silicium, et/ou par un ou plusieurs (hétéro)cycles, aromatiques ou non, de 4 à 6 chaînons ; ladite chaîne étant éventuellement substituée par un ou plusieurs atomes de fluor et/ou par un ou plusieurs groupes R1, 5 R1 représentant un groupe choisi parmi un groupe hydroxyle, éventuellement sous forme protonée -0-C+ ; un groupe -NH2 et un groupe oxo.\n<CLM>\1\tComposé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que E représente une chaîne aliphatique linéaire saturée en C4 à C20, ladite chaîne étant éventuellement interrompue par un ou plusieurs hétéroatomes, en particulier 10 un ou plusieurs atomes d'oxygène, et/ou par un ou plusieurs cycles aromatiques ou non de 4 à 6 chaînons, en particulier un ou plusieurs cycles benzène, ladite chaîne étant éventuellement substituée par un ou plusieurs groupes hydroxyles, de préférence sous forme protonée -0- C+.\n<CLM>\1\tComposé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que n est compris entre 2 et 1500, en particulier entre 2 et\n<CLM>\1\t9. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que A' est un anion sulfonate ou un anion trifluorométhylsulfonylimide, en particulier un anion sulfonate.\n<CLM>\1\tComposé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que Cx+ est le proton H+ ou le cation Lit\n<CLM>\1\tComposé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit composé étant un polymère comprenant, voire étant formé, des motifs monomériques de formule (III) : Cx+ AX- -N-E- (III) 25 dans laquelle E, A' et Cx+ sont tels que définis selon l'une quelconque des revendications 1 à\n<CLM>\1\t3041350 46\n<CLM>\1\tUtilisation d'au moins un composé tel défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, à l'état organisé, à titre d'électrolyte solide dans un système électrochimique.\n<CLM>\1\tElectrolyte solide comprenant, voire étant formé, d'un ou plusieurs 5 composés tels que définis selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, à l'état organisé.\n<CLM>\1\tElectrolyte selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il présente une conductivité ionique à 120 °C supérieure ou égale à le S/cm, en particulier comprise entre 10-8 et 5.10-5 S/cm. 10\n<CLM>\1\tElectrolyte selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il présente une conductivité ionique à 2000 °C supérieure ou égale à 10-7 S/cm, en particulier comprise entre 10-7 et 101 S/cm.\n<CLM>\1\tProcédé de formation d'un film comprenant un électrolyte solide en surface d'un substrat, comprenant au moins les étapes consistant en : 15 (al) disposer d'une solution comprenant au moins un composé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans un solvant polaire en particulier le N,N-diméthylformamide, le diméthylacétamide, les monoalcools par exemple le méthanol, l'eau; (1)1) déposer ladite solution de l'étape (al) en surface dudit substrat ; et 20 (cl) évaporer le solvant dans des conditions propices à la formation d'un film comprenant l'électrolyte solide formé du composé de formule (I) dans son état organisé.\n<CLM>\1\tProcédé de formation d'un film d'électrolyte solide, autosupporté ou supporté par un substrat, comprenant au moins les étapes consistant en : (a2) disposer d'une poudre formée d'un composé tel que défini selon l'une 25 quelconque des revendications 1 à 11 ; (b2) extruder par voie fondue ladite poudre sous forme d'un film d'électrolyte solide formé dudit composé de formule (I) dans son état organisé ; et (c2) épandre ledit film d'électrolyte, éventuellement à la surface d'un substrat.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 16 ou 17, dans lequel ledit film comprenant l'électrolyte solide présente une épaisseur comprise entre 5 et 50 i.tm, en particulier d'environ 5 pm. 3041350 47\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, ledit procédé comprenant en outre une ou plusieurs étapes ultérieures d'exposition dudit film formé à un champ électrique, magnétique ou à un rayonnement ionisant, en particulier photonique.\n<CLM>\1\tElectrode composite pour un système électrochimique, en particulier 5 électrode positive d'une batterie au lithium, comprenant au moins un électrolyte solide tel que défini selon l'une quelconque des revendications 13 à\n<CLM>\1\t21. Système électrochimique comprenant un électrolyte solide tel que défini à l'une quelconque des revendications 13 à\n<CLM>\1\t22. Système électrochimique selon la revendication 21 comprenant : 10 - un film d'électrolyte solide tel que défini à l'une quelconque des revendications 13 à 15 ou tel qu'obtenu selon le procédé défini selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, faisant office à la fois de conducteur ionique et de séparateur entre les électrodes positive et négative, et - au moins une électrode composite telle que définie en revendication\n<CLM>\1\t15\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une batterie, en particulier d'une batterie au lithium.