INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Tel qu’illustré sur les figures 14 à 16, le système de déplacement relatif vertical 14 permet de déplacer les collecteurs 11 de façon verticale par rapport aux éléments optiques de sortie 12 que ce soit : - vers le haut (position PV+, autrement appelée position haute) par rapport au plan horizontal parallèle au sol qui contient l’axe véhicule OX pour avoir un faisceau lumineux F1 orienté vers le bas V- ( ) par rapport à une position verticale nominale V0° ( ), ou - vers le bas (position PV-, autrement appelée position basse) par rapport audit plan horizontal parallèle pour avoir un faisceau lumineux F1 orienté vers le haut V+ ( ) par rapport à cette position verticale nominale V0°. On notera qu’on définit le plan horizontal lorsque le module lumineux 1 est en position de montage sur le véhicule automobile 2.
Cela permet de déplacer le faisceau lumineux F1 en dessous de la position verticale nominale V0° du faisceau lumineux F1 ou au-dessus de la position verticale nominale V0°. Comme on va le voir par la suite, le déplacement relatif vertical s’effectue grâce à une rotation des collecteurs 11. Dans un mode de réalisation non limitatif, le déplacement relatif vertical des collecteurs 11 génère un angle de débattement vertical compris entre plus ou moins 10° et notamment entre plus ou moins 7° pour le faisceau lumineux F1. Dans une variante de réalisation non limitative, l’angle de débattement vertical est sensiblement égal à plus ou moins 7° pour le faisceau lumineux F1. Cette valeur s’entend en déplacement du faisceau lumineux F1 sur l’iso-candela. On notera que le déplacement vertical étant réalisé par une rotation d’axe de rotation AD (décrit plus loin) au niveau des éléments optiques de sortie 12, une rotation mécanique de 1° correspond à un débattement vertical du faisceau lumineux F1 d’environ 1°.
Les figures 17 à 19, et 23 à 25 illustrent différentes positionnements horizontaux et verticaux des collecteurs 11 par rapport aux éléments optiques de sortie 12. Une position nominale PV0°/PH0° est définie par une position verticale nominale PV0° et par une position latérale nominale PH0° qui correspond à une position nominale V0°/H0° dudit faisceau lumineux F1 définie par une position verticale nominale V0° et une par position latérale nominale H0° dudit faisceau lumineux F1. Par position nominale V0°/H0°, on entend la position du faisceau lumineux F1 réglé sur un véhicule automobile 2 dont toutes les dimensions sont au nominal. Comme on va le voir ci-après, lorsque les collecteurs 11 se déplacent à droite, cela oriente le faisceau lumineux F1 vers la gauche, tandis que lorsque les collecteurs 11 se déplacent à gauche, cela oriente le faisceau lumineux F1 vers la droite. Par ailleurs, lorsque les collecteurs 11 se déplacent vers le haut, le faisceau lumineux F1 s’incline vers le bas, tandis que lorsque les collecteurs 11 se déplacent vers le bas, le faisceau lumineux F1 s’incline vers le haut.
Ainsi, tel qu’illustré sur les figures 17 à 19, les collecteurs 11 sont positionnés dans une position verticale PV+ située au-dessus de la position verticale nominale PV0, autrement appelée position haute PV+. Par ailleurs, sur la , les collecteurs 11 sont positionnés à la position latérale nominale PH0°, tandis que sur la , ils sont positionnés à la position latérale à gauche PH-, et sur la , ils sont positionnés à la position latérale à droite PH+. Cela permet d’obtenir respectivement un faisceau lumineux F1 dont l’image est représentée sur les figures 20 à 22. Comme on peut le voir sur ces figures, le faisceau lumineux F1 se situe à une position verticale V- en dessous de la position nominale verticale V0°. Par ailleurs, la coupure F1a du faisceau lumineux F1 sur la est située plus à droite H+ que celle sur la (position latérale nominale H0°). Et, la coupure F1a du faisceau lumineux F1 sur la est située plus à gauche H- que celle sur la .
Ainsi, tel qu’illustré sur les figures 23 à 25, les collecteurs 11 sont positionnés dans une position verticale PV-située en dessous de la position verticale nominale V0°, autrement appelée position basse PV-. Par ailleurs, sur la , les collecteurs 11 sont positionnés à la position latérale nominale PH0°, tandis que sur la , ils sont positionnés à la position latérale à gauche PH-, et sur la , ils sont positionnés à la position latérale à droite PH-. Cela permet d’obtenir respectivement un faisceau lumineux F1 dont l’image est représentée sur les figures 26 à 28. Comme on peut le voir sur ces figures, le faisceau lumineux F1 se situe à une position verticale V+ au-dessus de la position nominale verticale V0°. Par ailleurs, la coupure F1a du faisceau lumineux F1 sur la est située plus à droite H+ que celle sur la (position latérale nominale H0°). Et, la coupure F1a du faisceau lumineux F1 sur la est située plus à gauche H- que celle sur la .
En résumé : - la position latérale nominale PH0° des collecteurs 11 correspond à la position latérale nominale H0° du faisceau lumineux F1, - la position latérale PH- des collecteurs 11 correspond à la position latérale H+ du faisceau lumineux F1, - la position latérale PH+ des collecteurs 11 correspond à la position latérale H- du faisceau lumineux F1, - la position verticale nominale PV0° des collecteurs 11 correspond à la position verticale nominale V0° du faisceau lumineux F1, - la position verticale PV- des collecteurs 11 correspond à la position verticale V+ du faisceau lumineux F1, et - la position verticale PV+ des collecteurs 11 correspond à la position verticale V- du faisceau lumineux F1.
Le système de déplacement relatif latéral 13 et le système de déplacement relatif vertical 14 sont maintenant décrits en détail ci-après au niveau cinématique en référence aux figures 29 à 41. Sur les figures 29 à 41 sont également illustrés l’élément optique de sortie 12 et les collecteurs 11 formant le réflecteur.
Tel qu’illustré sur la et la , le système de déplacement relatif latéral 13 comprend : - une liaison pivot de centre A et d’axe AE et une liaison rotule de centre D disposées latéralement de part et d’autre dudit au moins un élément optique de sortie 12, - une liaison pivot de centre B et une liaison pivot ou liaison rotule de centre C disposées de part et d’autre de la pluralité de collecteurs 11, la ou les liaisons pivots ayant un axe parallèle à AE, - deux biellettes G1, G2 parallèles et de même longueur reliant chacune respectivement la liaison pivot de centre A et la liaison pivot de centre B, et la liaison rotule de centre D et la liaison pivot ou liaison rotule de centre C de façon à former un parallélogramme ABCD, - un actionneur primaire H1 configuré pour faire tourner la liaison pivot de centre A dans une direction sensiblement transversale AD de sorte à déplacer transversalement ladite pluralité de collecteurs 11, - une liaison linéaire annulaire primaire de centre F reliant ledit actionneur primaire H1 à une desdites biellettes G1, G2 pour former une manivelle primaire M1.
Plus précisément, les centres A, B, C, D forment les coins du parallélogramme ABCD, et le parallélogramme ABCD est formé par les segments AB, BC, CD et DA. Par abus de langage, on parle de parallélogramme ABCD pour l’ensemble formé par les deux biellettes G1, G2, l’élément optique de sortie 12, et les collecteurs 11.
Par abus de langage, on parle de liaisons A, B, C, D, E, F, pour les liaisons de centre respectif A, B, C, D, E, F. La manivelle primaire M1 est autrement appelée manivelle de poussée latérale M1 ou manivelle latérale M1. L’axe AE passe par les centres A et E.
On rappelle qu’une liaison rotule peut tourner dans tous les sens tandis qu’une liaison pivot tourne selon un axe et ne peut effectuer de translation.
Le déplacement transversal de la pluralité de collecteurs 11 est un mouvement de translation circulaire sur une faible course angulaire. Le mouvement de translation circulaire est une translation selon une trajectoire qui est une portion de cercle. On rappelle que l’angle de débattement latéral est compris entre plus ou moins 5° et notamment entre plus ou moins 3° pour le faisceau lumineux F1.
On notera que sur la , l’élément optique de sortie 12 est relié au symbole représentant une masse ce qui signifie que ledit élément optique de sortie 12 est fixe par rapport au véhicule automobile 2. Il ne bouge pas et reste immobile tandis que les collecteurs 11 vont se déplacer. On notera que les liaisons pivots qui sont des liaisons en rotation sont connues pour leur fiabilité. Contrairement à des systèmes de glissières, il n’y a pas de risque d’arc-boutement ou de coincement. En contrepartie, on passe sur un mouvement de translation circulaire (au lieu d’une translation rectiligne). Mais si on travaille sur un petit débattement angulaire et qu’au nominal le parallélogramme ABCD est un rectangle, alors la translation circulaire est proche de la translation rectiligne.
La manivelle de poussée latérale M1 relie la liaison linéaire annulaire primaire F à l’une des biellettes G1, G2 de façon à former le bras de levier AF (pour G1) ou à former le bras de levier DF (pour G2). La manivelle M1 est rigidement couplée à l’une des biellettes G1, G2, ici G1 dans l’exemple non limitatif illustré.
Dans un mode de réalisation non limitatif, les collecteurs 11, l’élément optique de sortie 12 et lesdites biellettes G1, G2 sont configurés pour prendre une position PH0° dans laquelle ledit parallélogramme ABCD forme un rectangle. Dans une variante de réalisation non limitative, cette position est la position nominale PH0° décrite précédemment. Cela permet d’avoir le mouvement le plus latéral possible sans composante axiale. Cela permet d’avoir une distance entre les collecteurs 11 et les éléments optiques de sortie 12 associés qui varie faiblement.
Le parallélogramme ABCD est déformable en ce que les angles DCB, CBA peuvent se modifier, mais les côtés sont de même longueur avec AB=DC et AD=BC. La droite passant par le centre de la liaison pivot A et le centre de la liaison linéaire annulaire F, et la droite passant par le centre de la liaison pivot A et le centre du pivot B sont perpendiculaires entre elles.
Par « batteries usagées » au sens de la présente description, on entend au sens large des batteries qui ne sont pas ou plus propres à être utilisées. Cela inclut donc les batteries usagées mais aussi les rebuts de production.
Concernant les étapes a) et b) permettant de récupérer le substrat (S), c’est-à-dire la masse noire contenant LiFePO 4 /C (s) , on pourra notamment se référer aux méthodes décrites dans la littérature.
Préalablement à l’étape de traitement mécanique a), les batteries sont déchargées de manière à éviter les éventuels problèmes d’auto-ignition pouvant conduire à des explosions lors du démantèlement.
L’étape de déchargement des batteries préalable à l’étape a) peut être réalisée par des méthodes classiques, en utilisant notamment des résistances. Elle est de préférence réalisée par mise en contact des batteries usagées avec une solution de chlorure de sodium (NaCl) à 35% pendant une durée suffisante, pour arriver à une tension de 0 volts. Une durée de 48 heures est généralement suffisante. Cette méthode permet avantageusement de gagner du temps par rapport aux méthodes classiques.
Après déchargement des batteries usagées, et avant l’étape a), le procédé peut comprendre une étape de démantèlement des batteries LFP et de séparation des différents éléments la constituant, notamment de l’enveloppe plastique, du boîtier métallique et des électrodes, anode d’une part, et cathode d’autre part.
Selon un mode de réalisation préféré, seules les cathodes récupérées de batteries LFP usagées sont soumises à l’étape a) de broyage.
Procédé de recyclage d'un matériau d'électrode contenant LiFePO 4 /C (s) pour batterie de type LFP (Procédé C)
Selon encore un autre aspect, l’invention concerne un procédé de recyclage d'un matériau d'électrode contenant LiFePO 4 /C (s) pour batterie de type LFP, ledit procédé comprenant les étapes de :
-. Récupération de lithium et de fer à partir de batteries usagées de type LFP selon le procédé (B) décrit ci-dessus ; et
-. Préparation d’un nouveau substrat de LiFePO 4 /C (s) à partir du fer et du lithium récupéré.
Selon encore un autre aspect, l’invention concerne une électrode pour batterie LFP caractérisée en ce que le matériau LiFePO 4 /C (s) la constituant est recyclé selon le procédé (C) ci-dessus.
Selon encore un autre aspect, l’invention concerne l’utilisation de lithium et de de fer récupéré à partir de batteries usagées de type LFP selon le procédé (C) pour la fabrication d’un nouveau matériau d’électrode pour batterie LFP.
Utilisation pour la lixiviation d’un substrat (S) contenant du LiFePO 4 /C (s)
Selon encore un autre aspect, l’invention concerne l’utilisation pour la lixiviation d’un substrat (S) contenant du LiFePO 4, d’une solution, notamment aqueuse, comprenant :
-.un agent réducteur et
-.un acide organique choisi parmi les acides alkylsulfoniques alkylarylsulfoniques ou arylsulfoniques ou l’éthylènediamine-N,N′-bis(acide 2-hydroxyphénylacétique), ou un mélange de ceux-ci.
L’appareil 10 comporte une enveloppe 20, un élément chauffant 22 et un dispositif 24 d’épuration d’air. L’appareil 10 comporte en outre un module 26 électronique de régulation.
L’élément chauffant 22 et le dispositif 24 d’épuration d’air sont disposés à l’intérieur de l’enveloppe. De préférence, l’élément chauffant 22 et le dispositif 24 d’épuration sont alignés selon une direction longitudinale X horizontale de l’appareil 10.
L’enveloppe 20 comporte une paroi inférieure 30, une paroi supérieure 32 et des parois latérales 34, 36, qui définissent un compartiment interne 38. En particulier, l’enveloppe 20 comporte une façade 34 et une paroi arrière 36, sensiblement en vis-à-vis de part et d’autre d’un plan (X, Z).
La paroi arrière 36 est destinée à être fixée au mur 16. Comme visible sur la , la paroi arrière 36 comporte de préférence un dosseret 40 de fixation audit mur 16. Le dosseret 40 n’est pas représenté sur la .
Chacune des parois inférieure 30 et supérieure 32 est sensiblement horizontale et présente une forme allongée selon X. Chacune desdites parois inférieure 30 et supérieure 32 comporte une pluralité de perforations 42 réparties sur la longueur de ladite paroi. En particulier, comme détaillé par la suite, la paroi supérieure 32 comporte plusieurs zones 46, 47, 48 perforées.
Les parois inférieure 30 et supérieure 32 perforées forment respectivement une première entrée et une première sortie d’air, permettant de générer un premier flux d’air dans le compartiment interne 38. Plus précisément, l’élément chauffant 22 est apte à générer ledit premier flux d’air par convection naturelle, entre la paroi inférieure 30 et la paroi supérieure 32.
Un espace 50, dit espace de brassage, est ménagé dans le compartiment interne 38 au-dessus de l’élément chauffant 22.
L’élément chauffant 22 comporte : un corps de chauffe 52, préférentiellement réalisé dans un matériau à forte inertie thermique ; et une résistance électrique (non représentée) disposée à l’intérieur dudit corps de chauffe.
Le dispositif 24 d’épuration d’air comprend un circuit 54, un organe d’épuration (non représenté) et une turbine 56 de ventilation. La turbine 56 est équipée d’un moteur.
L’organe d’épuration et la turbine 56 sont disposés dans le circuit 54. L’organe d’épuration comporte par exemple plusieurs couches de matériaux filtrants, aptes à assainir l’air traversant le circuit 54. En outre ou en variante, l’organe d’épuration comporte une ou plusieurs unités d’épuration d’air mettant en œuvre des technologies telles que l’ionisation, les UV-C, la photocatalyse ou l’ozonation.
Le circuit 54 s’étend entre une deuxième entrée 58 et une deuxième sortie 60 d’air. La deuxième entrée 58 est disposée sur l’enveloppe 20, de sorte à permettre le prélèvement d’air extérieur à l’appareil 10.
De préférence, la deuxième entrée 58 est disposée à distance de la paroi inférieure 30, de sorte à distinguer les zones de prise d’air. Par exemple, comme représenté sur la , la deuxième entrée 58 est située sur une paroi latérale de l’enveloppe 20, telle que la paroi arrière 36.
La deuxième sortie 60 d’air débouche dans l’espace 50 de brassage du compartiment interne 38. Plus précisément, la deuxième sortie 60 d’air est disposée plus haut que l’élément chauffant 22.
On considère une première distance 62 verticale entre l’élément chauffant 22 et la deuxième sortie d’air 60 ; et une deuxième distance 64 verticale entre ladite deuxième sortie d’air 60 et la paroi supérieure 32 perforée.
La première distance 62 verticale est inférieure à la deuxième distance 64 verticale. De préférence, la première distance 62 verticale est comprise entre 15% et 70% de la deuxième distance 64 verticale. Par exemple, dans le mode de réalisation de la , la première distance 62 verticale est comprise entre 3 cm et 10 cm ; et la deuxième distance 64 verticale est comprise entre 15 cm et 20 cm.
La deuxième sortie 60 d’air est disposée de sorte que le dispositif 24 d’épuration soit apte à générer un deuxième flux d’air, orienté vers le haut, dans le compartiment interne 38.
3- lixiviation de la masse noire consistant à dissoudre les matériaux actifs non carbonés en utilisant un acide fort (par exemple HCl ou H 2 SO 4 ) ;
4- séparation des métaux à récupérer par précipitation en ajoutant différents additifs.
Un tel procédé hydro métallurgique est décrit dans la demande WO 2012/072619 qui concerne la récupération de lithium et de fer à partir de phosphate de fer lithié (LiFePO 4 ) contenu dans les batteries LFP. Plus particulièrement, ce document divulgue un procédé permettant une lixiviation acide, sélective du lithium. Ainsi, le substrat contenant LiFePO 4 est mis en contact avec une solution de lixiviation contenant du dioxygène (O 2 ) ou du peroxyde d’hydrogène (H 2 O 2 ) à titre d’agent oxydant et de l’acide sulfurique, ce par quoi on obtient la réaction suivante :
Le précipité de FePO 4 est ensuite séparé par filtration du lixiviat contenant le lithium sous forme de Li 2 SO 4 . Le lithium est ensuite séparé de la solution par précipitation sous forme de carbonate de lithium.
Toutefois, les acides minéraux, tels que l’acide sulfurique, mis en œuvre dans ces procédés d’hydrométallurgie sont généralement des acides très forts, coûteux, difficiles à manipuler à grande échelle et leur application peut entraîner la consommation d'une grande quantité d'eau, la corrosion des équipements, l'altération des composants non métalliques et générer beaucoup de pollutions secondaires. Les pollutions secondaires générées par les acides minéraux conventionnels doivent être traitées de manière appropriée, ce qui nécessite la consommation d'une grande quantité d'eau et d'énergie, rendant ainsi les procédés hydrométallurgiques très coûteux et peu écologiques.
Des procédés hydrométallurgiques mettant en œuvre des acides organiques faibles, notamment des acides dits « verts » de par leur faible impact environnemental, ont également été décrits dans la littérature. Ainsi, à titre d’exemple, un procédé de récupération de lithium et de cobalt provenant de batteries usagées, mettant en œuvre, à titre de solution de lixiviation un mélange d’acide iminodiacétique, d’acide malique et d’acide ascorbique a été décrit (Nakaya et al, « Use of mild organic acid reagents to recover the Co and Li from spent Li-ion batteries », Waste Management 2016). Toutefois, comme ces acides sont faibles, c’est- à-dire que le pk a est supérieur à 3 ou 4, la complexation des espèces métalliques est relativement faible et il est nécessaire de chauffer la solution de lixiviation à 80°C pour améliorer l’extraction. Par ailleurs, le recyclage du mélange acide mis en œuvre pour la lixiviation n’est pas envisagé de sorte que ce procédé ne résout pas le problème du traitement des effluents générés comme déchets secondaires.
Les batteries LFP usagées étant considérées comme des déchets de valeur, il existe donc un réel besoin de fournir un procédé de récupération du lithium et du fer durable, écologique et rentable pour permettre leur recyclage.
L'invention vise ainsi à pallier les inconvénients des procédés de l'art antérieur en proposant un procédé de recyclage d'accumulateur de batteries au lithium et plus particulièrement de batterie dont les électrodes sont à base de LFP et/ou de LFP/Mn et/ou de LFP/NiCoAlO, ce procédé permettant de récupérer une quantité et un nombre importants de matériaux dont certains sont susceptibles d'être réintroduits dans la filière de fabrication de nouveaux accumulateurs mais non limités aux seuls matériaux "nobles", tels que les métaux lithium, fer, manganèse, cobalt et nickel.
Plus particulièrement, les inventeurs ont pu montrer qu’en utilisant des acides organiques particuliers, en lieu et place des acides minéraux mis en œuvre dans l’état de la technique à titre de solution de lixiviation, il était possible de récupérer efficacement le lithium, et le fer contenus dans le phosphate de fer lithié des batteries de type LFP mais également de récupérer l’acide organique et de le réutiliser pour la lixiviation. Avantageusement, ces acides organiques peuvent complexer efficacement les éléments métalliques sans qu’il soit nécessaire de chauffer le milieu de lixiviation. Outre leurs propriétés chélatantes intéressantes, la mise en œuvre de ces acides organiques faibles, permet de plus de limiter la corrosion des équipements et permet en outre avantageusement de réduire drastiquement la consommation d’eau et donc la génération de polluants secondaires. Enfin, outre le fait que le procédé selon l’invention permet de façon avantageuse de recycler et/ou de régénérer l’acide utilisé pour la lixiviation, certains acides organiques comme l’acide méthylsulfonique, sont avantageusement biodégradables, ce qui réduit d’autant l’impact environnemental du procédé selon l’invention.
En outre, la mise en œuvre de conditions de précipitation particulières permet avantageusement de récupérer sélectivement le lithium d’une part et le fer d’autre part, sous la forme de précipités de lithium (Li 2 CO 3 ) et de fer (FePO 4 ), pouvant être ensuite traités pour isoler le lithium et/ou le fer. Le procédé permet avantageusement d’obtenir ces précipités avec un très bon degré de pureté, ce qui en fait d’excellentes sources de lithium et de fer pour la fabrication de batteries LFP neuves.
Description détaillée Procédé de récupération de lithium et de fer à partir d’un substrat (S) contenant du LiFePO 4 /C (s) (Procédé A)
Ainsi, l’invention concerne, selon un premier aspect, un procédé de récupération de lithium et de fer à partir d’un substrat (S) contenant du LiFePO 4 /C (s), le procédé comprenant les étapes de :
i.- Mise en contact du substrat (S) avec une solution aqueuse de lixiviation comprenant un agent réducteur et un acide organique choisi parmi les acides alkylsulfoniques, alkylarylsulfoniques, arylsulfoniques ou l’éthylènediamine-N,N′-bis(acide 2-hydroxyphénylacétique) ou un mélange de ceux-ci, ce par quoi on récupère une phase liquide L 1 riche en lithium et en fer ;
Le contrôleur 60 est également configuré pour piloter le dispositif de chauffage thermodynamique 13 en fonction de l’état de fonctionnement du circuit de chauffage et/ou de refroidissement. En particulier, le contrôleur 60 est configuré pour déclencher le mode de chauffage allongé de l’eau sanitaire en fonction de l’état de fonctionnement du circuit de chauffage et/ou de refroidissement. Si aucune commande de chauffage ou de rafraîchissement n’est en cours et qu’un besoin de chauffage est déterminé, le mode de chauffage allongé de l’eau sanitaire est requis par le contrôleur 60. En effet, s’il n’y a pas de chauffage ou de refroidissement du local en cours, il est possible de réaliser une chauffe de l’eau sanitaire pleinement optimisée, i.e. avec une vitesse du compresseur basse. De manière alternative, seule une commande de chauffage en cours peut être déterminée, soit parce que le dispositif de chauffage thermodynamique 13 ne comporte pas de fonction de refroidissement soit par ce qu’on accepte de diminuer le confort en refroidissement de la fonction de refroidissement pour remplir le besoin en eau chaude sanitaire.