INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La est une vue schématique d’un procédé de fabrication selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La est une vue schématique d’un procédé de fabrication selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
Description détaillée Sur les figures et dans la suite de la description, les mêmes références représentent les éléments identiques ou similaires. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à l’échelle de manière à privilégier la clarté des figures. Par ailleurs, les différents modes de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les uns des autres et peuvent être combinés entre eux.
Comme cela est illustré sur les figures 1 à 3, la présente invention concerne un procédé de fabrication d’une cellule 1 pour dispositif de stockage d’énergie électrique, ainsi qu’une cellule 1 pour dispositif de stockage d’énergie électrique obtenue par un tel procédé de fabrication.
Le procédé de fabrication comprend tout d’abord une étape de fourniture E10 dans laquelle une première bande de séparateur 13, une deuxième bande de séparateur 23, une première bande d’électrode 11, et une deuxième bande d’électrode 21 sont fournies. La deuxième bande de séparateur 23 est généralement distincte de la première bande de séparateur 13, et la deuxième bande d’électrode 21 est généralement distincte de la première bande d’électrode 11. La cellule 1 de batterie comprend généralement l’empilement d’une bande d’anode, et d’une bande de cathode séparées par des bandes de séparateurs. Ainsi, il peut être prévu que la première bande d’électrode 11 et que la deuxième bande d’électrode 21 soient choisies dans le groupe comprenant une bande d’anode et une bande de cathode. Par exemple, mais sans que cela ne soit limitatif, la première bande d’électrode 11 peut être une bande d’anode et la deuxième bande d’électrode 21 peut être une bande de cathode. De cette manière, le procédé de fabrication est adapté pour la fabrication d’une cellule 1 de batterie. La première bande de séparateur 13 et la deuxième bande de séparateur 23 peuvent comprendre un film de base en polyoléfine comme le polypropylène (PP), le polyéthylène (PE) ou équivalent.
De manière générale, la première bande d’électrode 11, la première bande de séparateur 13, la deuxième bande d’électrode 21, et la deuxième bande de séparateur 23 présentent une forme générale de film. Par « forme générale de film », on entend qu’un élément présente une épaisseur très largement inférieure, voire négligeable, par rapport à sa largeur ou à sa longueur. Par exemple, la première bande d’électrode 11, la première bande de séparateur 13, la deuxième bande d’électrode 21, et la deuxième bande de séparateur 23 peuvent présenter chacune une largeur comprise entre 40 mm et 120 mm, et plus particulièrement comprise entre 60 mm et 100 mm. Par ailleurs, la première bande d’électrode 11, la première bande de séparateur 13, la deuxième bande d’électrode 21, et la deuxième bande de séparateur 23 peuvent avoir ensemble lorsqu’elles sont empilées sous la forme d’un empilement, une épaisseur totale comprise entre 100 µm et 650 µm. De manière avantageuse, il peut être prévu qu’une largeur de la bande de cathode, comptée le long d’un axe d’enroulement, soit strictement inférieure à une largeur de la bande d’anode comptée le long de l’axe d’enroulement. De cette manière, les risques de formation de dendrites sont réduits.
Dans le cas notamment d’un procédé de fabrication adapté à une production à grande échelle, l’étape de fourniture E10 de la première bande d’électrode 11, et de la première bande de séparateur 13 comprend le déroulement d’une bobine associée à chaque bande libre. Dans ce cas l’étape de fourniture E10 consiste à délivrer une première bande d’électrode 11 libre et une première bande de séparateur 13 libre.
Le procédé de fabrication comprend ensuite une étape de formation E20 d’un premier empilement de bandes compressé 15 dans laquelle un premier empilement de bandes compressé 15 est formé par la solidarisation de ladite première bande d’électrode 11 et de ladite première bande de séparateur 13. Comme cela est représenté sur la , l’étape de formation E20 d’un premier empilement de bandes compressé 15 peut comprendre une première étape de guidage E21 dans laquelle la première bande d’électrode 11 libre et la première bande de séparateur 13 libre sont introduites dans un guide d’empilement 4, de manière à superposer la première bande d’électrode 11 et la première bande de séparateur 13, avant de former ledit premier empilement de bandes compressé 15. Il est donc bien compris que la première bande d’électrode 11 libre forme la première bande d’électrode 11 après son introduction dans le guide d’empilement 4, et que la première bande de séparateur 13 libre forme la première bande de séparateur 13 après son introduction dans le guide d’empilement 4.
En parallèle de la formation du premier empilement de bandes compressé 15 ou non, le procédé peut comprendre une étape de formation E30 d’un deuxième empilement de bandes compressé 25 dans laquelle un deuxième empilement de bandes compressé 25 est formé par la solidarisation de la deuxième bande d’électrode 21 et de la deuxième bande de séparateur 23. De la même manière que pour le premier empilement de bandes compressé 15, l’étape de formation E30 d’un deuxième empilement de bandes compressé 25 peut comprendre une deuxième étape de guidage E31 dans laquelle la deuxième bande d’électrode 21 libre et la deuxième bande de séparateur 23 libre sont introduites dans un guide d’empilement 4, de manière à superposer la deuxième bande d’électrode 21 et la deuxième bande de séparateur 23, avant de former le deuxième empilement de bandes compressé 25. Il est donc bien compris que le guide d’empilement 4 est configuré pour mettre en contact et/ou pour aligner chaque bande libre introduite dans le guide d’empilement 4 avec au moins une autre bande libre introduite dans le guide d’empilement 4. De cette manière, il est possible d’aligner la première bande d’électrode 11 et la première bande de séparateur 13 avant ou pendant une première étape de compression E23.
En effet, l’étape de formation E20 d’un premier empilement de bandes compressé 15 comprend cette première étape de compression E23 dans laquelle la première bande d’électrode 11 et la première bande de séparateur 13 sont superposées et compressées ensemble, de manière à former ledit premier empilement de bandes compressé 15. L’étape de formation E30 d’un deuxième empilement de bandes compressé 25 comprend quant à elle, une deuxième étape de compression E33 dans laquelle la deuxième bande d’électrode 21 et la deuxième bande de séparateur 23 sont superposées et compressées ensemble, de manière à former ledit deuxième empilement de bandes compressé 25. La première étape de compression E23 peut être mise en œuvre par l’introduction de la première bande d’électrode 11 et de la première bande de séparateur 13 entre des rouleaux de laminage 3 d’une presse à rouleaux 2, qui sont configurés pour compresser la première bande d’électrode 11 avec la première bande de séparateur 13 lors de la première étape de compression E23, par exemple à une pression de laminage comprise entre 1N/mm et 50N/mm, et plus particulièrement entre 2N/mm et 20 N/mm. De manière avantageuse, l’utilisation de telles gammes de pression linéaires de laminage permettent d’éviter la migration d’un éventuel agent de liaison entre les bandes comprises dans le premier empilement de bandes compressé 15. Selon un mode de réalisation non limitatif, la presse à rouleaux 2 est configurée pour compresser la première bande d’électrode 11, et la première bande de séparateur 13, afin que le premier empilement de bandes compressé 15 atteigne une épaisseur maximale comprise entre 100 µm et 650 µm. Les principes précédemment décrits peuvent s’appliquer également à la deuxième étape de compression E33. Les figures 1 à 3 illustrent des modes de réalisation où la première étape de compression E23 et la deuxième étape de compression E33 sont mises en œuvre dans des presses à rouleaux 2 distinctes. Selon un mode de réalisation non représenté, la ou les presses à rouleaux 2 peuvent comprendre un ou des guides d’empilement 4.
L’étape de formation E20 d’un premier empilement de bandes compressé 15 peut également comprendre une première étape de chauffage E25 dans laquelle la première bande d’électrode 11 et la première bande de séparateur 13 sont chauffées à une première température d’assemblage. De la même manière, l’étape de formation E30 d’un deuxième empilement de bandes compressé 25 peut comprendre une deuxième étape de chauffage E35 dans laquelle la deuxième bande d’électrode 21 et la deuxième bande de séparateur 23 sont chauffées à une deuxième température d’assemblage. Par exemple, la première température d’assemblage est strictement supérieure à 10°C, et plus précisément comprise entre 10°C et 150°C, et préférentiellement entre 50°C et 100°C. La deuxième température d’assemblage peut être égale à la première température d’assemblage, ou peut être différente.
Comme cela est illustré sur les figures 1 et 2, la première étape de chauffage E25 et la première étape de compression E23 peuvent être mises en œuvre simultanément. Ainsi, le procédé de fabrication est plus rapide.
Les sucres présents dans le principe actif sont sous forme d’oligo-glucanes, préférentiellement de taille comprise entre 2 et 5 kDa.
Exemple 2 – Principe actif hors invention
Le principe actif est obtenu par la mise en œuvre des étapes suivantes : Solubilisation de levures Saccharomyces cerevisiae dans un milieu aqueux basique à raison d’au moins 200g/L, Hydrolyse enzymatique, Séparation des phases solubles et insolubles par centrifugation, décantation ou filtration, Filtration stérilisante
Le principe actif obtenu présente les caractéristiques analytiques suivantes : un taux de matière sèche : 54,6 g/L, une teneur en protéine selon la méthode de Lowry : 23,2 g/L (42%), une teneur en sucres totaux : 18,3 g/L (34%),
Le principe actif selon l’exemple 2 est constitué de 34% de sucres dont 5% de disaccharide et 95% de saccharides de tailles supérieures à 1440Da. Et un ratio glucose/mannose de 14,0%.
Exemple 3 – Principe actif hors invention
Le principe actif est obtenu par la mise en œuvre des étapes suivantes : Solubilisation de levures Saccharomyces cerevisiae dans un milieu aqueux légèrement basique à raison d’au moins 20% avec éventuellement l’ajout d’un alcool afin de favoriser la solubilisation des levures, hydrolyse des protéines en milieu basique, agitation de 8 à 52h, première filtration afin de séparer les phases soluble et insoluble, lavage contre eau afin de purifier la fraction active, concentrations et filtrations successives, et filtration stérilisante.
Le principe actif obtenu présente les caractéristiques analytiques suivantes : un taux de matière sèche : 42,7 g/L, une teneur en protéine selon la méthode de Lowry : 10,4 g/L (24%), une teneur en sucres totaux : 25,7 g/L (60%),
Le principe actif selon l’exemple 3 est ainsi majoritairement composé de mannanes.
Exemple 4 – Composition selon l’invention
Un exemple de formulation comprenant le principe actif selon l’invention sous forme de gel-crème anti-âge caractérisé par une texture fraiche et onctueuse est présenté dans le tableau 1 ci-après.
Ingrédients % A1 Eau qsp 100 A2 Butylene Glycol 3,00 Sclerotium Gum & Xanthan Gum 0,20 B Dimethicone 8,00 Dimethicone 8,00 Caprylyl Methicone 4,00 Polysorbate 80 2,00 Hydroxyethyl Acrylate/Sodium Acryloyldimethyl Taurate Copolymer 0,87 C Hydroxyethyl Acrylate/Sodium Acryloyldimethyl Taurate Copolymer & Squalane & Polysorbate 60 2,00 D Principe actif selon l’invention 2,50 E Conservateur qs
La composition de l’exemple 4 peut notamment être obtenue par le procédé suivant : Ajouter A2 dans A1 sous agitation et homogénéiser pendant 20 minutes. Ajouter B puis C dans A sous forte agitation. Agiter pendant 20 minutes. Ajouter D et E sous agitation modérée.
La composition est alors sous forme d’un gel crème épais et brillant, blanc cassé.
Exemple 5 – Composition selon l’invention
Un exemple de formulation comprenant le principe actif selon l’invention sous forme de crème de jour réparatrice est présenté dans le tableau 2 ci-après.
La jupe périphérique 56 recouvre le bord supérieur 49 en débordant vers l’extérieur de la caisse 39 au-delà du bord supérieur 49 et en s’étendant vers le bas. Le bord libre de la jupe périphérique 56 est situé plus bas que le bord supérieur 49.
Selon l’exemple représenté sur les figures 2 et 3, la jupe périphérique 56 présente une portion proximale 66, une portion distale 67 formant le bord tombé et une jonction 68 reliant la portion proximale 66 et la portion distale 67. La jonction 68 est par exemple une arête ou un arrondi.
La portion proximale 66 s’étend dans la continuité de la partie centrale 54 du couvercle 32 au-delà de la tranche 47 de la paroi latérale 40,41, de préférence sur une longueur comprise entre 5 mm et 10 mm, cette longueur correspondant à la largeur de la portion proximale 66.
La portion distale 67 est la portion de la jupe périphérique 56 qui déborde vers l’extérieur de la caisse 30 au-delà du bord supérieur 49 en s’étendant vers le bas. Le bord libre de portion distale 67 (qui définit le bord libre de la jupe périphérique 56) est situé plus bas que le bord supérieur 49.
La jupe périphérique 56 définit avec au moins une paroi latérale 40, 41 de la caisse 30 une goulotte 70 de réception du mastic 36. En d’autres termes, au niveau de la jupe périphérique 56, la face interne 52A du couvercle 32 se trouve en regard de la face externe 46B de la caisse 30.
La goulotte 70 est délimitée d’une part par le couvercle 32, plus précisément par la jupe périphérique 56, et d’autre par la caisse 30, plus précisément par une ou plusieurs paroi(s) latérale(s) 40, 41.
La goulotte 70 présente un fond 72 formé par la face interne 52A de la portion proximale 66 de la jupe 56. Le fond 72 présente une largeur sensiblement égale à la longueur de la portion proximale 66.
La goulotte 70 présente ainsi, selon un plan de coupe normal à la paroi latérale 40, 41 associée, un profil en U ou en V renversé.
Cette conception permet d’éviter la pénétration d’eau ou de produits de nettoyage en favorisant l’écoulement du liquide par gravité.
La goulotte 70 présente une hauteur H comprise entre 15 mm et 20 mm, la hauteur H étant mesurée selon la direction d’élévation Z’ entre le fond 72 de la goulotte 70 et le bord libre de la jupe périphérique 56.
S’il devait y avoir une décohésion partielle du mastic 36 à l’intérieur de la goulotte 70, une remontée du liquide par capillarité serait très vite arrêtée compte tenu de la distance à parcourir dans la goulotte 70 entre le bord libre de la jupe périphérique 56 et le fond 72 de la goulotte 70.
La goulotte 70 définit un angle α compris entre 0° et 75°, de préférence compris entre 40° et 50°, avantageusement sensiblement égal à 45°, l’angle α étant mesuré entre la face interne 52A de la portion distale 67 de la jupe 56 et la face externe 46B de la paroi latérale 40, 41 en regard de laquelle se trouve ladite portion distale 67.
Un tel angle α facilite l’application du mastic 36 dans la goulotte 70 et garantit une bonne étanchéité entre la caisse 30 et le couvercle 32.
Le mastic 36 prend appui sur la face interne 52A de la jupe périphérique 56, de préférence sur la face interne 52A des portions proximale et distale 66, 67 de la jupe 56, et sur la face externe 46B de la paroi 40, 41 à laquelle fait face ladite face interne 52A.
La présence du mastic 36 sur lesdites faces 52A, 46B empêche toute remontée de liquide par capillarité jusqu’à l’intérieur du coffre 20.
Le mastic 36 est par exemple réalisé en matériau polymérique, notamment en polyuréthane ou en silicone.
Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication comprend en outre une étape de découpe comprenant la coupe des premier et deuxième empilements de bandes avant leur enroulement autour du mandrin d’enroulement.
Selon un mode de réalisation, le mandrin d’enroulement présente une géométrie de cylindre autour de l’axe d’enroulement, l’étape d’enroulement étant mise en œuvre de manière à enrouler les premier et deuxième empilements de bandes autour du mandrin d’enroulement de manière à former une cellule de forme cylindrique présentant une face interne tournée vers le mandrin d’enroulement et une face externe opposée à la face interne.
Le but de l’invention peut également être atteint grâce à la mise en œuvre d’une cellule pour dispositif de stockage d’énergie électrique obtenue par un procédé de fabrication du type d’un de ceux décrits précédemment.
La est une vue schématique d’un procédé de fabrication selon un mode de réalisation de l’invention.
Comme illustré sur la , l’invention concerne un procédé de fabrication d’une cellule 1 pour dispositif de stockage d’énergie électrique, ainsi qu’une cellule pour dispositif de stockage d’énergie électrique obtenue par un tel procédé de fabrication.
Le procédé de fabrication comprend tout d’abord une étape de fourniture E10 d’une bande d’anode 11, d’une bande de cathode 21, d’une première bande de séparateur 13 et d’une deuxième bande de séparateur 23 afin de pouvoir fabriquer, à la fin du procédé de fabrication, la cellule 1 de batterie. En effet, la cellule 1 de batterie comprend généralement l’empilement d’une bande d’anode, et d’une bande de cathode séparées par des bandes de séparateurs. La première bande de séparateur 13 et la deuxième bande de séparateur 23 peuvent comprendre un film de base en polyoléfine comme le polypropylène PP, le polyéthylène PE ou équivalent.
De manière générale, la bande d’anode 11, la première bande de séparateur 13, la bande de cathode 21, et la deuxième bande de séparateur 23 présentent une forme générale de film. Par « forme générale de film », on entend qu’un élément présente une épaisseur très largement inférieure, voire négligeable, par rapport à sa largeur ou à sa longueur. Par exemple, la bande d’anode 11, la première bande de séparateur 13, la bande de cathode 21, et la deuxième bande de séparateur 23 peuvent présenter chacune une largeur comprise entre 40 mm et 120 mm, et plus particulièrement comprise entre 60 mm et 100 mm. Par ailleurs, la bande d’anode 11, la première bande de séparateur 13, la bande de cathode 21, et la deuxième bande de séparateur 23 peuvent avoir ensemble une épaisseur totale comprise entre 100 µm et 650 µm. De manière avantageuse, il peut être prévu qu’une largeur de la bande de cathode, comptée le long d’un axe d’enroulement, soit strictement inférieure à une largeur de la bande d’anode comptée le long de l’axe d’enroulement. De cette manière, les risques de formation de dendrites sont réduits.
Dans le cas notamment d’un procédé de fabrication adapté à une production à grande échelle, l’étape de fourniture E10 comprend le déroulement d’une bobine associée à chaque bande libre. Ainsi, l’étape de fourniture E10 de la bande d’anode 11, de la bande de cathode 21, de la première bande de séparateur 13, et de la deuxième bande de séparateur 23 comprend respectivement le déroulement d’une bobine de bande d’anode 11 libre, d’une bobine bande de cathode 21 libre, d’une bobine de première bande de séparateur 13 libre et d’une bobine de deuxième bande de séparateur 23 libre.
Le procédé de fabrication peut ensuite comprendre une étape d’alignement primaire E20, mise en œuvre avant une étape de formation E30 qui sera décrite plus loin. Durant cette étape d’alignement primaire E20, la bande d’anode 11, la première bande de séparateur 13, la bande de cathode 21 et la deuxième bande de séparateur 23 sont alignées les unes par rapport aux autres latéralement le long de l’axe d’enroulement. Par exemple, l’étape d’alignement primaire E20 est mise en œuvre par un ajustement de la position de chaque bande par rapport aux autres bandes, par exemple par un décalage latéral d’une ou plusieurs des bandes le long de l’axe d’enroulement. La position de chaque bande par rapport aux autres bandes et le décalage latéral peut être déterminé par l’intermédiaire d’un capteur d’alignement 12. En particulier, et comme cela est représenté sur la , l’étape d’alignement primaire E20 peut comprendre une première étape d’alignement primaire E21 mise en œuvre au niveau d’une première presse à rouleaux 2, et une deuxième étape d’alignement primaire E23 mise en œuvre au niveau d’une deuxième presse à rouleaux 2. De cette manière, il est possible d’obtenir un procédé de fabrication plus compact tout en permettant un alignement plus précis des bandes au niveau de chaque presse à rouleaux 2.
L’étape de formation E30 est ensuite mise en œuvre, dans laquelle un premier empilement de bandes 15 et un deuxième empilement de bandes 25 distincts l’un de l’autre sont formés, chacun des premier et deuxième empilements de bandes 15, 25 comprenant la superposition de la bande d’anode 11, de la première bande de séparateur 13, de la bande de cathode 21, et de la deuxième bande de séparateur 23. Il est donc bien compris que deux bandes d’anode 11 distinctes, deux bandes de cathodes 21 distinctes, deux première bandes de séparateur 13 distinctes, et deux deuxième bandes de séparateur 23 distinctes peuvent être utilisées pour former respectivement le premier empilement de bandes 15 et le deuxième empilement de bandes 25. Il est bien compris que l’utilisation des termes « premier » et « deuxième » n’est pas limitative et que selon le mode de réalisation, il peut y avoir au moins un empilement de bandes supplémentaire de même nature que les premier et deuxième empilements de bandes 15, 25 et pour lequel les mêmes principes qu’eux s’appliquent. De la même manière, les termes « premier », « deuxième », ne sont pas limitatifs, et permettent de distinguer les bandes de séparateur 13, 23 les unes des autres.
L’étape de formation E30 peut comprendre une étape d’assemblage E31 dans laquelle pour chacun du premier empilement de bandes 15 et du deuxième empilement de bandes 25, une bande d’anode 11 libre, une première bande de séparateur 13 libre, une bande de cathode 21 libre et une deuxième bande de séparateur 23 libre sont assemblées dans un guide d’empilement 4 de manière à former l’empilement de bandes correspondant, au sein duquel la bande d’anode 11, la première bande de séparateur 13, la bande de cathode 21 et la deuxième bande de séparateur 23 coopèrent entre elles pour former cet empilement de bandes. Ainsi, lors de l’étape d’assemblage E31, le premier empilement de bandes 15 et le deuxième empilement de bandes 25 sont préassemblés. Il est bien compris que la bande d’anode 11 libre forme la bande d’anode 11 après son introduction dans le guide d’empilement 4, que la bande de cathode 21 libre forme la bande de cathode 21 après son introduction dans le guide d’empilement 4, que la première bande de séparateur 13 libre forme la première bande de séparateur 13 après son introduction dans le guide d’empilement 4, et que la deuxième bande de séparateur 23 libre forme la deuxième bande de séparateur 23 après son introduction dans le guide d’empilement 4. Ainsi, le guide d’empilement 4 est configuré pour mettre en contact chaque bande libre introduite dans le guide d’empilement 4 avec au moins une autre bande libre introduite dans le guide d’empilement 4.
L’étape de formation E30 peut ensuite comprendre une étape de compression E33 dans laquelle lesdits premier empilement de bandes 15 et deuxième empilement de bandes 25 sont compressés, par introduction dans une presse à rouleaux 2. Cette étape de compression E33 peut être mise en œuvre au niveau du guide d’empilement 4. Dans ce cas, le guide d’empilement 4 comprend la presse à rouleaux 2. La première bande de séparateur 13, la bande de cathode 21 et la deuxième bande de séparateur 23 sont ainsi solidarisées suite à leur introduction dans le guide d’empilement 4. Par exemple, lesdites bandes peuvent coopérer entre elles par adhésion.