Brevet FR3073982A1 (20190524)

REVENDICATIONS1. Utilisation simultanée : i) d'un premier sel S1 de formule Ma(NO3)p en un nombre de moles n1, ii) d'un second sel S2 de formule M'yAÔ en un nombre de moles n2, pour lesquels : - M et M' sont des cations organiques ou inorganiques, étant entendu que l'un au moins de M et M' est un cation lithium, et - A est un anion, - a, 13, y et 15 sont tels que l'électroneutralité des composés de formules Ma(NO3)p et M'yAÔ est respectée, étant entendu que : - le rapport molaire des sels S1 et S2 (RMsvs2), défini par l'équation (1) suivante - 8.n(1), est supérieur à 1,5, 2 à titre de promoteurs de conductivité ionique dans une batterie rechargeable gélifiée au lithium métallique comprenant au moins une électrode positive, au moins un électrolyte non aqueux et au moins une électrode négative à base de lithium métallique ou d'un alliage de lithium, ladite électrode positive et ledit électrolyte étant l'un et/ou l'autre gélifié(s) et formant un complexe {électrolyte + électrode positive}, et ladite batterie étant exempte d'ions polysulfures.\n<CLM>\1\tUtilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que :\n<CLM>\1\tl'électrolyte contient au moins un sel S1 et au moins un sel S2 et l'électrode positive ne contient ni sel S1 ni sel S2, ou\n<CLM>\1\tl'électrolyte ne contient ni sel S1 ni sel S2 et l'électrode positive contient au moins un sel S1 et au moins un sel S2, ou\n<CLM>\1\tl'électrolyte contient uniquement un sel S1 et l'électrode positive contient uniquement un sel S2, ou\n<CLM>\1\tl'électrolyte contient uniquement un sel S2 et l'électrode positive contient uniquement un sel S1, ou\n<CLM>\1\tl'électrolyte et l'électrode positive contiennent chacun au moins un sel S1 et au moins un sel S2, les rapports molaires des sels S1 et S2 au sein de l'électrolyte (RMS1/s2 Electrolyte) et au sein de l'électrode positive (RMS1/s2 Elect. Positive) 17 PP001993FR pouvant être identiques ou différents entre eux sous réserve que le rapport molaire RMsi/s2 au sein de la batterie soit supérieur à 1,5, ou\n<CLM>\1\tl'électrolyte contient uniquement l'un des sels S1 et S2 et l'électrode positive contient au moins un sel S1 et au moins un sel S2, ou 5\n<CLM>\1\tl'électrolyte contient au moins un sel S1 et au moins un sel S2 et l'électrode positive contient uniquement l'un des sels S1 et S2.\n<CLM>\1\tUtilisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le rapport molaire RMsvsz est supérieur ou égal à\n<CLM>\1\t4. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 10 caractérisée en ce que la teneur totale en sels S1 et S2 varie de 0,5% à 30% en masse, par rapport à la masse dudit complexe {électrolyte + électrode positive}.\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les cations M et M' des sels S1 et S2 sont choisis parmi 15 les métaux alcalins.\n<CLM>\1\tUtilisation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les métaux alcalins sont choisis parmi le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium, le césium et le francium.\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 20 caractérisée en ce que M et M' sont tous deux des cations lithium.\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le sel S1 est le nitrate de lithium.\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'anion A est choisi parmi les anions triflate, perchlorate, 25 perfluorate, bis(trifl uorométhanesulfonyl)im ide, bis(fluorosulfonyl)im ide, bis(pentafluoroéthylsulfonyl)imide, tetrafluoroborate et bis(oxalato)borate.\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le sel S2 est choisi parmi le bis(trifluorométhylsulfonyl)imide de lithium et le bis(fluorosulfonyl)imide de 30 lithium.\n<CLM>\1\tUtilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le mélange comprend du nitrate de lithium à titre de sel S1 et du bis(trifluorométhylsulfonyl)imide de lithium ou du bis(fluorosulfonyl)imide de lithium à titre de sel S2. 18 PP001993FR\n<CLM>\1\tElectrolyte non aqueux gélifié pour batterie au lithium gélifiée, ledit électrolyte étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un solvant, au moins un polymère gélifiant et au moins un mélange : i) d'un premier sel S1 de formule Ma(NO3)p en une concentration molaire 5 Cl et un nombre de moles ni, et ii) d'un second sel S2 de formule M'yk en une concentration molaire C2 et un nombre de moles n2, pour lesquels : - M et M' sont des cations organiques ou inorganiques, étant entendu que l'un au moins de M et M' est un cation lithium, et 10 - A est un anion, - a, 13, y et 15 sont tels que l'électroneutralité des composés de formules Ma(NO3)p et M'yAÔ est respectée, - la concentration molaire totale [C1 + C2] en sels S1 et S2 varie de 0,5 à 10 mol/L, et 15 - le rapport molaire des sels S1 et S2 (RMsvs2), défini par l'équation (1) ,q. suivante - (1), est supérieur à 1,5. 8.nni 2\n<CLM>\1\tElectrolyte selon la revendication 12, caractérisé en ce que la concentration molaire Cl en sel S1 dans ledit électrolyte est supérieure ou égale à 1 mol/L. 20\n<CLM>\1\tElectrolyte selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le ou les solvants sont choisis parmi les éthers linéaires ou cycliques, les carbonates, les solvants soufrés, les esters linéaires ou cycliques et les nitriles.\n<CLM>\1\tElectrolyte selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le ou les polymères gélifiants sont choisis parmi les 25 polyoléfines ; les homopolymères et les copolymères d'oxyde d'éthylène et leurs mélanges ; les polymères halogénés ; les homopolymères et les copolymères de styrène et leurs mélanges ; les polymères vinyliques ; les polymères non conducteurs électroniques de type anionique ; les polyacrylates ; l'acétate de cellulose ; les polyamides ; les polyesters ; le 30 polyuréthane ; le polyalcool vinylique ; et l'un de leurs mélanges.\n<CLM>\1\tElectrolyte selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que le ou les polymères gélifiants représentent de 10 à 60 % en masse par rapport à la masse totale de ladite solution électrolytique. 19 PP001993FR\n<CLM>\1\tElectrode composite positive gélifiée pour batterie gélifiée au lithium, ladite électrode composite étant caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une matière active d'électrode positive capable d'insérer des ions lithium de manière réversible, au moins un liant polymère, au moins un solvant, 5 au moins un polymère gélifiant et au moins un mélange : i) d'un premier sel S1 de formule Ma(NO3)p en une concentration molaire Cl et un nombre de moles n1 et, et ii) d'un second sel S2 de formule M'yk en une concentration molaire C2 et un nombre de moles n2 et, pour lesquels : 10 - M et M' sont des cations organiques ou inorganiques, étant entendu que l'un au moins de M et M' est un cation lithium, et - A est un anion, - a, 13, y et 15 sont tels que l'électroneutralité des composés de formules Ma(NO3)p et M'yAÔ est respectée, 15 ledit mélange étant tel que : - la concentration molaire totale [C1 + C2] en sels S1 et S2 varie de 0,5 à 10 mol/L, et - le rapport molaire des sels S1 et S2 (RMsvs2), défini par l'équation (1) ,q. suivante - (1), est supérieur à 1,5. 8.nni 2 20\n<CLM>\1\tElectrode selon la revendication 17, caractérisée en ce que le mélange des sels S1 et S2 représente de 0,5 à 10 % en masse, par rapport à la masse totale de ladite électrode positive.\n<CLM>\1\tElectrode selon la revendication 17 ou 18, caractérisée en ce que la matière active d'électrode positive représente de 55 à 90 % en masse par 25 rapport à la masse totale du matériau d'électrode positive.\n<CLM>\1\tElectrode selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisée en ce qu'elle est déposée sur un collecteur de courant.\n<CLM>\1\tElectrode selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisée en ce que la matière active d'électrode positive est choisie parmi 30 les phosphates de fer lithiés.\n<CLM>\1\tBatterie gélifiée au lithium comprenant une électrode positive, une électrode négative à base de lithium métallique ou d'un alliage de lithium, un 20 PP001993FR électrolyte disposé entre ladite électrode positive et ladite électrode négative, ladite batterie étant caractérisée en ce que : elle est exempte d'ions polysulfures, et elle comprend : 5 i) un premier sel S1 de formule Ma(NO3)p en un nombre de moles n1, et ii) un second sel S2 de formule M'yk en un nombre de moles n2, pour lesquels : - M et M' sont des cations organiques ou inorganiques, étant entendu que l'un au moins de M et M' est un cation lithium, et 10 - A est un anion, - a, 13, y et 15 sont tels que l'électroneutralité des composés de formules Ma(NO3)p et M'yAÔ est respectée, - le rapport molaire des sels S1 et S2 (RMsvs2), défini par l'équation (1) ,q. suivante - (1), est supérieur à 1,5, 8.nni 2 15 lesdits sels S1 et S2, indépendamment l'un de l'autre, étant indifféremment présents, avant le premier cycle de charge/décharge de ladite batterie, au sein de l'électrolyte et/ou au sein de l'électrode positive, ladite électrode positive et ledit électrolyte étant l'un et/ou l'autre gélifié(s). 20