INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Une batterie tout solide comprend généralement une électrode positive, un électrolyte solide et une électrode négative. L'électrode positive comprend un matériau actif d'électrode positive et un électrolyte solide, et comprend en outre un matériau conducteur électronique et un liant. L'électrolyte solide comprend un ou plusieurs éléments de la liste suivante : polymère, plastifiant, sel de lithium, particule inorganique, liquide ionique. Comme l'électrode positive, l'électrode négative comprend un matériau actif d'électrode négative et un électrolyte solide, et comprend en outre un matériau conducteur et un liant.
Cependant, il n’y a pour le moment aucun électrolyte solide qui satisfait le cahier des charges pour une utilisation massive de la batterie tout solide. En effet, pour l’électrolyte solide il est généralement difficile d’allier conductivité ionique, stabilité électrochimique, tenue mécanique et compatibilité avec les matériaux d’anode ou de cathode.
On peut notamment citer comme exemple, les composés inorganiques qui présentent des conductivités ioniques très élevés mais qui montrent une instabilité électrochimique vis-à-vis des potentiels au niveau de l’anode et des potentiels élevés au niveau de la cathode. (Y.Zhu, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 23685-23693)
Il existe toujours un besoin de développer une solution qui permet de rendre compatible une anode avec un électrolyte solide dans une batterie Li-ion tout solide. Surtout, il existe un besoin de résoudre le problème des variations de volume de l’anode lors des cycles de charge et décharge. Enfin, dans le cas particulier d’une anode en lithium métal, il existe un besoin de fournir une anode protégée par un moyen efficace contre la formation de dendrites.
L’invention a donc pour but de fournir un revêtement applicable directement sur une électrode négative de batterie Li-ion, permettant alors d’avoir une séparation physique entre l’électrolyte solide et la matière active d’électrode.
L’invention vise également à fournir un procédé de fabrication dudit revêtement d’anode. L’invention se rapporte enfin à une anode présentant un tel revêtement, et au procédé de fabrication d’une telle anode.
Enfin, l’invention vise à fournir des batteries secondaires Li-ion rechargeables comprenant une telle anode.
La solution technique proposée par la présente invention est de fournir un revêtement d’anode qui rend celle-ci compatible avec un électrolyte solide dans une batterie tout-solide.
L’invention concerne en premier lieu un revêtement d’anode consistant en :
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un revêtement d’anode à partir d’une encre obtenue en mélangeant tous les constituants du revêtement.
L’invention concerne aussi une anode pour batterie lithium-ion, ladite anode consistant en une couche de matériau actif d’électrode négative recouverte d’une couche de revêtement selon l’invention.
- déposer sur ladite anode une couche de revêtement.
L’installation 1 comprend une station 2 de démagnétisation, dans laquelle un ou plusieurs aimants D à recycler sont démagnétisés.
Par « démagnétisation », on définit ici l’action de réduire le champ magnétique rémanent et / ou le champ magnétique coercitif d’un aimant jusqu’à une valeur à laquelle il n’exerce plus sur son environnement et l’environnement n’exerce plus non plus d’effet visible et/ou mesurable à des échelles normales. L’aimant démagnétisé devient alors par exemple paramagnétique.
Dans ce qui suit, sauf indication spécifique, l’expression « champ magnétique » désigne le champ magnétique rémanent, ou le champ magnétique coercitif, ou les deux.
La station 2 de démagnétisation comprend par exemple un four 3 de démagnétisation, prévu pour pouvoir chauffer au moins un aimant à recycler à une température supérieure ou égale à sa température de démagnétisation.
La température de démagnétisation dépend de la nature de l’aimant à démagnétiser. Dans le cas d’un aimant ferromagnétique, cette température est connue sous le nom de température de Curie. Pour un aimant antiferromagnétique, elle est appelée température de Néel. Dans la suite de la description, on parlera uniquement de température de Curie, étant entendu que la description est adaptable de manière immédiate aux aimants antiferromagnétiques.
Le four 3 de démagnétisation est par exemple un four à radiants ou à brûleurs. De préférence, l’atmosphère dans le four 3 est contrôlée. Plus précisément, le four 3 peut comprendre une enceinte 4 fermée, et un système d’injection d’un gaz (non représenté) dans l’enceinte 4. Le four 3 est également équipé d’un système 5 permettant de régler et de contrôler la température, ainsi qu’éventuellement la pression, dans l’enceinte 4. La démagnétisation peut ainsi se faire à basse pression, avec injection d’un gaz inerte, par exemple de l’argon, de manière à limiter la pollution de l’aimant pendant le chauffage en particulier par les éléments légers de l’air (oxygène, carbone et azote).
La station 2 de démagnétisation peut comprendre un tunnel 6 démagnétiseur, générateur d’un champ magnétique maximal supérieur à celui des aimants à démagnétiser. Plus précisément, il s’agit d’une démagnétisation par cyclage par impulsions électromagnétiques alternatifs décroissants. La démagnétisation selon cette technique permet, en évitant de chauffer l’aimant, de conserver son intégrité, à la différence du passage dans le four 3 qui peut altérer les propriétés des matériaux constituant l’aimant et le rendre inutilisable comme nouvel aimant. La démagnétisation par cyclage par impulsions électromagnétiques alternatifs est donc utilisée notamment lorsque l’aimant doit être réutilisé tel que, après remagnétisation par exemple.
La station 2 de démagnétisation peut comprendre soit uniquement le four 3, soit uniquement le tunnel 6, soit les deux. Dans ce dernier cas, chaque aimant D à démagnétiser passe successivement dans l’un puis dans l’autre.
Selon un mode de réalisation préféré, chaque aimant D à démagnétiser passe d’abord dans le tunnel 6 puis dans le four 3. En combinant les deux méthodes de démagnétisation, il est possible d’atteindre une démagnétisation plus importante que lorsqu’une seule de ces méthodes est mise en œuvre. De plus, l’utilisation du tunnel 6 en amont du four 3 de démagnétisation permet de réduire le temps de passage dans le four 3 de démagnétisation, et donc de réduire l’énergie utilisée. Par exemple, le four 3 de démagnétisation peut comprendre des brûleurs, dont la quantité de gaz de combustion consommée pour démagnétiser un aimant peut être réduite par un passage préalable dans le tunnel 3.
Comme indiqué en introduction, et comme cela sera également explicité plus loin, un aimant est en général partie d’un ensemble, formant un bloc magnétique, au sein duquel des éléments sont assemblés à l’aimant, et qui peut comprendre des liants ou adhésifs, tels que de la colle, et/ou éventuellement du vernis, des résines et des silicones, qu’il est souhaitable d’éliminer pour le recyclage.
Le tunnel 6 est ainsi de préférence suivi d’au moins un four qui n’est pas nécessairement le four 3 de démagnétisation, et qui peut être un four n’atteignant pas la température de Curie de l’aimant à démagnétiser. Le passage dans un four permet ainsi au minimum le ramollissement, voire la fusion, voire encore la calcination des adhésifs et autres, de manière à permettre la décomposition du bloc magnétique.
Si le bloc magnétique a vocation à être réutilisé en tant que tel, aucun chauffage n’est réalisé après le passage dans le tunnel 6.
Cette décomposition est réalisée dans le four 3 de démagnétisation en même temps que la démagnétisation.
En variante encore ou en combinaison, la station 2 de démagnétisation peut comprendre tout dispositif permettant de réduire ou d’annuler le champ magnétique rémanent de l’aimant.
Comme expliqué en introduction, un aimant de forte puissance interagit fortement avec son environnement, de manière dangereuse. En particulier, il interagit avec les équipements de la station 2 de démagnétisation. Or, un aimant de forte puissance peut déplacer des masses de plusieurs centaines de kilogrammes (kg), par exemple jusqu’à 5000 kg. Il peut ainsi aller se coller sur les parois à l’intérieur de l’enceinte 4 du four 3 ou à l’intérieur du tunnel 6, et provoquer le déplacement d’objets lourds dans l’environnement de l’installation de démagnétisation. Il peut également se comporter comme un projectile dangereux pour les opérateurs devant le manipuler.
Ainsi, selon l’invention, l’installation 1 de démagnétisation comprend, en amont de la station 2 de démagnétisation, une station 7 de placement de l’aimant dans un récipient 8 de neutralisation. Le récipient 8 de neutralisation est vendu sous l’appellation « Daimag Box ». Ledit récipient 8 de neutralisation comprend des parois 9 ,10 a, 10b délimitant un espace intérieur qui forme réceptacle fermé pour contenir l’aimant à démagnétiser. Au moins une de ces parois 9, 10a, 10b comprend un système de fermeture amovible, donnant ou bloquant l’accès au réceptacle à l’intérieur du récipient 8 de neutralisation. Selon un mode de réalisation, le système de fermeture amovible est formé par une paroi 10a dite supérieure, laquelle est articulée par rapport aux autres parois. Le récipient 8 de neutralisation comprend alors une paroi 10b inférieure opposé à la paroi 10a supérieure, formant un fond. Les autres parois 9 sont dites latérales. Selon ce mode de réalisation, le récipient 8 de neutralisation est destiné à reposer au sol, directement ou indirectement, par le fond 10b.
Le fait que le mutant M10 ait présenté une augmentation de 8 fois des COV totaux et, plus spécifiquement, que les esters dérivés de la condensation de l'acyl-CoA et de l'énoyl-CoA avec des alcools aient augmenté de façon spectaculaire par rapport au type sauvage, suggère que l'activité des enzymes de l'oxydation qui catalysent les réactions en aval de l'énoyl-CoA a été modifiée. D'autre part, les niveaux plus élevés d'arômes dérivés de l'EP chez le mutant M10 peuvent également suggérer que les activités des enzymes de l'EP ont été augmentées. Pour répondre à ces questions, nous avons décidé de déterminer l'activité des enzymes clés de la voie d'Ehrlich et de la voie de la β-oxydation. La voie d'Ehrlich implique une décarboxylase (DC) et une alcool déshydrogénase (ADH) pour la voie réductrice ou une aldéhyde déshydrogénase pour la voie oxydative. Le catabolisme des acides aminés ramifiés par oxydation nécessite une α-céto-déshydrogénase à chaîne ramifiée (BCKAD) qui produit un acyl-COA. Cet intermédiaire acyl-COA peut perdre le CoA par une acyl-CoA hydrolase (AcyH) pour donner l'acide correspondant, pour être réduit en énoyl-CoA par une acyl-CoA déshydrogénase (ACyD) dépendante du FAD+ ou même estérifié en esters éthyliques par une ester synthase d'acides gras à chaîne moyenne [28]. Spécifiquement chez S. suaveolens , l'énoyl-COA peut être estérifié en esters par une alcool acétyltransférase dont la nature reste à identifier.
Les enzymes de ces deux voies métaboliques ont donc été déterminées dans les extraits bruts du type sauvage et du mutant M10 de S. suaveolens . Dans l'ensemble, les activités enzymatiques mesurées dans les extraits bruts des souches de type sauvage et mutant de S. suaveolens étaient très variables d'une culture à l'autre, ce qui pourrait s'expliquer par la difficulté inattendue de briser les cellules et d'obtenir une perturbation cellulaire reproductible. Cependant, l'analyse statistique des données nous permet d'être confiants quant aux différences enzymatiques, lorsqu'elles se sont produites, entre le type mutant et le type sauvage. Ainsi, l'activité DC du type sauvage de S. suaveolens et du mutant M10 était à peu près comparable, que les levures aient été cultivées dans du glucose YNB complété ou non par 1 g.L -1 d'isoleucine. De même pour l'activité de l'ADH mesurée sur le 2 méthylpropanal qui n'a montré aucune différence significative entre les deux souches. Nous avons remarqué que l'activité aldéhyde déshydrogénase (AlDH) était 5 fois plus faible chez le mutant M10 par rapport au type sauvage et globalement cette activité enzymatique était 10 fois plus faible que celle de l'ADH bien que les données sur les niveaux de COV mesurés suggèrent une contribution similaire des parties oxydative et réductrice de la voie d'Ehrlich dans la production des esters. Cette apparente divergence peut être due au fait que la mesure enzymatique in vitro implique l'activité de l'ADH qui agit produit l’éthanol à partir de acétaldéhyde et qui n’est peut-être pas celle qui est spécifique à la voie d'Ehrlich.
En ce qui concerne les enzymes de la voie de la β-oxydation, l'effet le plus spectaculaire a été constaté sur l'Enoyl-CoA hydratase dont l'activité chez le mutant M10 se situait dans la limite de détection de la méthode de dosage. Nous avons également constaté que l'activité de l'acyl-CoA hydrolase (ACyH) qui catalyse une réaction en amont de l'énoyl-CoA hydratase était 2 fois plus élevée que dans le type sauvage. En revanche, aucune conclusion n'a pu être donnée pour l'acyl-CoA déshydrogénase (ACyD) car l'activité de cette enzyme était 2 fois plus faible chez M10 poussant sur YNB-Glc mais 2 fois plus élevée que le type sauvage lorsque la culture était faite en YNB-Glc-Ile. L'activité de la BCKAD, qui catalyse l'étape initiale de l'oxydation des acides aminés à chaîne ramifiée, a également été mesurée. On a pu constater que si cette enzyme présentait une activité similaire entre le type mutant et le type sauvage, son activité était 4 à 10 fois inférieure à celle des enzymes en aval de la voie. Ces données semblent être en accord avec les rapports précédents qui soutiennent que cette enzyme peut être limitante dans le catabolisme des acides aminés à chaîne ramifiée par la voie de la β -oxydation comme cela a été rapporté dans les cellules de mammifères. De plus, cette enzyme présente une activité au moins 4 fois plus faible que les enzymes de la voie d'Ehrlich, ce qui pourrait indiquer que les acides aminés à chaîne ramifiée seraient préférentiellement catabolisés par la voie d'Ehrlich (EP), du moins lorsque la levure est cultivée avec du glucose comme source de carbone. Enfin, comme nous ne savons pas quel type d'ester synthase est impliqué dans la formation d'esters chez S. suave o lens , nous avons décidé de mesurer cette activité en tant qu'estérase " (EST), en supposant qu'une acyl-CoA : éthanol O-acétyltransférase, comme celle identifiée chez S. cerevisiae, et qui possède à la fois une activité ester synthase et estérase, existe aussi chez S. suave o lens . Comme indiqué précédemment, l'activité globale de cette estérase était similaire dans les deux souches mais était 2 fois plus élevée dans un milieu synthétique comportant du glucose et de l’isoleucine, ce qui suggère un effet positif des acides aminés ramifiés sur l'expression des gènes codant pour cette estérase. En résumé, ces analyses enzymatiques soutiennent l'idée que la production accrue de COV dans le mutant M10 de S. suaveolens peut être expliquée par l'absence presque totale de l'activité enoyl-CoA hydratase (ECH). Cette perte d'activité ECH conduit en retour à une disponibilité accrue des précurseurs d'acyl-CoA et d'énoyl-CoA pour la synthèse des esters, et peut expliquer l'incapacité de ce mutant à se développer sur des acides aminés ramifiés.
Conclusions La mutagenèse UV a été employée pour générer des mutants de S . suaveolens qui abritent une production plus élevée de COV à partir d'acides aminés à chaîne ramifiée. Notre sélection était basée sur l'incapacité de croître avec ces acides aminés comme seule source de carbone. Il a permis d'isoler 9 mutants, dont l'un (le mutant M10) s'est avéré présenter 8 fois plus de COV que la souche sauvage de S. suaveolens . En déterminant les activités spécifiques d'enzymes clés impliquées dans le catabolisme de l'isoleucine, nous avons fourni la preuve que la production plus élevée de COV observée chez ce mutant de S. suaveolens est principalement due à la perte de l'activité de l'énoyl-CoA hydratase et à une augmentation de l'activité de l'acyl-CoA hydrolase. Le séquençage des souches sauvages et mutantes permettra de confirmer si la perte de l'activité ECH est due à une mutation du gène codant pour cette enzyme ou d'un gène régulateur de ce système métabolique Néanmoins, ce travail a montré la faisabilité de l'utilisation de la stratégie de mutagenèse UV et de la sélection sur des milieux spécifiques contenant des acides aminés à chaîne ramifiée comme seule source de carbone pour améliorer de manière significative la capacité de la levure S. suaveolens à produire des COV de valeur .
Structuration d’un ensemble d’objets du type cellules et particules micrométriques par force acoustique L’invention se rapporte au domaine de la biotechnologie et en particulier de la structuration d’ensembles cellulaires, par exemple en vue de reconstruire ou de modéliser des tissus vivants.
L’invention présente un intérêt particulier mais nullement limitatif dans les secteurs de la thérapie cellulaire, de la modélisation pharmacologique, de l’agro-alimentaire par exemple pour la culture de viande, de micro-algues ou de végétaux, ou encore de l’aérospatial, notamment pour la culture cellulaire en conditions de microgravité.
État de la technique antérieure Dans le contexte de la recherche portant sur la reconstruction et la modélisation d’organes sur puces (« organ-on-a-chip » en anglais) et d’organoïdes, un nombre croissant d’approches expérimentales visent à permettre la structuration d’ensembles cellulaires.
Les techniques les plus utilisées dans cet objectif incluent la manipulation de cellules au sein de dispositifs microfluidiques et la formation de tissus par fabrication additive.
Une autre technique, décrite dans le document suivant, connue consiste à structurer des cellules par lévitation acoustique : Bouyer et al. A bio- Acoustic Levitational (BAL) Assembly Method for Engineering of Multilayered , 3D Brain- Like Constructs , Using Human Embryonic Stem Cell Derived Neuro- Progenitors , Adv. Mater. 2016, 28, 161-167 . Cette technique permet de structurer des cellules en couches dans l’objectif d’établir des connexions entre cellules de différentes couches mais ne permet pas toutefois pas de contrôler de manière satisfaisante le développement de telles connexions.
De manière générale, les techniques connues dans ce domaine sont complexes et coûteuses, peuvent nécessiter des durées importantes pour structurer et cultiver des cellules et, dans la mesure où elles sont mises en œuvre in vitro, peuvent entraîner la mort d’un grand nombre de cellules.
Dans le but de surmonter les inconvénients précités, il est proposé dans le cadre de la présente invention un procédé de structuration d’un ensemble d’objets, comprenant : – une étape de disposition dans une cavité d’un fluide et desdits objets en suspension dans le fluide, et – une étape de génération d’une onde acoustique stationnaire dans la cavité de manière à produire une force de radiation acoustique entraînant un déplacement des objets dans la cavité, lesdits objets comprenant : – des premiers objets qui présentent un contraste acoustique positif par rapport au fluide, et – des deuxièmes objets qui présentent un contraste acoustique négatif par rapport au fluide.
La propagation d’une onde acoustique stationnaire dans la cavité permet de former dans la cavité, le long de la direction de propagation, un ou plusieurs nœuds, c’est-à-dire des endroits où la pression du fluide est nulle, et un ou plusieurs ventres ou anti-nœuds, c’est-à-dire des endroits où cette pression est maximale.
Les premiers objets présentant un contraste acoustique, c’est-à-dire un facteur de densité-compressibilité, positif par rapport au fluide, ceux-ci vont être transportés par la force de radiation acoustique vers un nœud de pression. Les deuxièmes objets présentant quant à eux un contraste acoustique, ou facteur de densité-compressibilité, négatif, ceux-ci vont être transportés par la force de radiation acoustique vers un ventre de pression.
L’invention permet ainsi de former dans la cavité un ou plusieurs agrégats de premiers objets et un ou plusieurs agrégats de deuxièmes objets sous forme de couches, ou feuillets, qui se succèdent le long de la direction de propagation, cela de manière extrêmement rapide – typiquement en quelques secondes – et à l’aide d’un matériel particulièrement simple à mettre en œuvre et peu coûteux.
Une telle structure en couches s’apparente à la structure de tissus d’organes humains qui comprennent typiquement des couches de cellules séparées par des couches d’une matrice extracellulaire. Par exemple, les épithéliums, notamment cardiaques ou pulmonaires ou endothéliaux, peuvent comprendre des couches différenciées ou non qui reposent dans un certain nombre de cas sur des lames basales de nature protéique, par exemple des cellules épithéliales ou musculaires. Pour autre exemple, la barrière hémato-encéphalique ou le parenchyme cérébral comprennent typiquement des couches de neurones interconnectés entre elles.
De surcroît, l’invention permet de maintenir en lévitation acoustique l’ensemble des objets ainsi structuré, sous l’action de l’onde acoustique stationnaire dont la génération peut être maintenue pendant la durée requise, par exemple plusieurs heures ou jours, afin de favoriser les interactions entre objets lorsque ceux-ci sont vivants, en particulier lorsqu’ils sont formés par des cellules biologiques.
Selon un mode de réalisation, le PVDF est un mélange de deux ou plusieurs copolymères VDF-HFP.
Plus précisément, l’élément en volume (41) le plus proche de la bordure latérale au niveau de laquelle le film (35) est bloqué par le dispositif de blocage (37) descend en premier (partie gauche de la ). Puis le second élément en volume (42) descend à son tour, ledit premier élément (41) demeurant en position basse, afin de s’assurer du bon placage du film (35) contre l’intégralité de la paroi interne de l’empreinte femelle.
Le complexe pare-vapeur (35), en raison de sa nature, conserve la forme qui lui a été donnée au poste (12) et est plaqué contre le fond dudit moule femelle le temps du processus en raison de la pression exercée par l’expansion de la mousse (polyuréthane ou polyisocyanurate). Corollairement, la progression des moules (sens A) au sein de l’installation entraine la traction dudit complexe pare-vapeur (35) de la bobine (36). Ladite mousse en cours d’expansion vient adhérer au complexe pare-vapeur (35) Ce faisant, adhérant aux demi-coquilles, notamment au poste de réception (13), il est découpé simultanément avec ces dernières.
Par ailleurs, nonobstant la présence de silicone ou de Teflon® sur les parties en saillie du moule mâle (4), il peut être avantageux de munir ces parties saillantes d’un film en un matériau anti-corrosif, et par exemple en un film plastique ou en papier, par exemple d’une épaisseur voisine de 30 micromètres. Un tel film ou papier (45) est déroulé depuis une bobine (46) sensiblement lorsque les moules mâles et femelles sont positionnés au niveau du poste de remplissage (10). Typiquement, ce film (45) est mis en place manuellement au niveau du sous-poste (11). Comme il se retrouve coincé entre les moules mâles et femelles, il avance simultanément avec lesdits moules (sens A) au sein de l’installation, ce qui entraine son déroulement hors de la bobine (46). Par ailleurs, comme pour le complexe pare-vapeur, la mousse en s’expansant vient adhérer contre ce film anti-corrosif (45), en au niveau du poste de réception (13), ledit film se retrouve au niveau du demi-cylindre interne des demi-coquilles.
On obtient ainsi les demi-coquilles (50) du type de celle illustrée sur les figures 16 et 18.
Ces demi-coquilles sont donc constituées d’une âme centrale (47) en mousse de polyuréthane ou de polyisocyanurate, revêtue à l’extérieur d’un complexe pare-vapeur (35), et présentant à l’intérieur un film anti-corrosif (45). Typiquement, l’épaisseur de l’âme centrale est standardisée, et peut présenter les valeurs suivantes : 30, 40 ou 50 micromètres, selon les demandes standards.