INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Par exemple, durant la phase de conception d’un objectif optique, son architecture peut être modélisée en représentant les interfaces optiques (particulièrement celles des lentilles) par des formulations analytiques et en indiquant numériquement leurs espacements. Les valeurs théoriques d’indice de réfraction et de nombre d’Abbé des matériaux impliqués peuvent aussi données. Ces valeurs théoriques peuvent ensuite être entrées dans des logiciels de conception optique, par exemple le logiciel OpticStudio de la société Zemax, disponibles commercialement, pour simuler et optimiser les paramètres définissant l’objectif en calculant les performances fonctionnelles théoriques. Il est ainsi possible de calculer assez parfaitement les propriétés de transfert optique par simulation de la propagation de rayons optiques, cela pour différents points de la scène à observer, et les différents points associés sur la zone de détection. Ces fonctions de transfert peuvent ainsi être transformées par le logiciel en résultat de calculs de MTF par exemple, par transformée dans le domaine fréquentiel, autour de chaque point de détection choisi.
Suivant un autre aspect de la présente invention il est proposé un modèle de caractérisation fonctionnelle obtenu par le procédé selon l’invention.
Un tel modèle peut être un réseau neuronal entrainé, au moins une relation polynomiale, etc.
Un tel modèle peut être un programme d’ordinateur en tout langage informatique, tel que par exemple en langage machine, en C, C++, JAVA, etc.
Un tel modèle peut être mémorisé sur un support informatique, tel qu’une mémoire flash, une puce informatique, un calculateur, un processeur, un disque dur, un ordinateur, un serveur, etc.
Suivant un autre aspect de la présente invention, il est proposé un dispositif d’obtention d’un outil de caractérisation fonctionnelle, en cours de fabrication ou après fabrication, d’un objectif optique cible comprenant un empilement de plusieurs éléments optiques, ledit dispositif comprenant : des moyens de constitution d’une base, dite base d’entrainement, de jeux d’entrainement, chaque jeu d’entrainement comprenant pour un objectif optique, dit d’entrainement, de même architecture que l’objectif cible : au moins un jeu de données, dit jeu optique d’entrainement, comprenant des données relatives à au moins un paramètre géométrique d’au moins une interface optique dudit objectif d’entrainement, obtenu par interférométrie optique sur l’empilement d’éléments optiques dudit objectif d’entrainement ; au moins un jeu de données, dit jeu de performance, comprenant des données relatives à une performance dudit objectif d’entrainement déterminée suivant une technique de mesure de performance prédéterminée ; et une unité informatique d’entrainement d’un modèle de caractérisation fonctionnelle avec ladite base d’entrainement.
L’unité informatique peut comprendre un calculateur, un processeur, un ordinateur, un serveur, etc.
Les moyens de constitution peuvent comprendre : au moins un moyen de mesure, réelle ou par simulation, d’au moins un jeu optique d’entrainement, et au moins un moyen de mesure, réelle ou par simulation, d’au moins un jeu de performance d’entrainement ; tels que ceux décrit plus haut.
De manière générale, le dispositif selon l’invention d’obtention d’un outil de caractérisation fonctionnelle peut comprendre, en termes de moyens, une combinaison quelconque d’au moins une des caractéristiques décrites plus haut en référence au procédé selon l’invention d’obtention d’un outil de caractérisation fonctionnelle.
Suivant un autre aspect de la présente invention, il est proposé un procédé de caractérisation fonctionnelle, en cours de fabrication ou après fabrication, d’un objectif optique cible comprenant un empilement de plusieurs éléments optiques, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : mesure, sur ledit empilement d’éléments optiques, d’au moins un jeu optique, dit jeu optique mesuré ; et fourniture, en fonction dudit au moins un jeu optique mesuré, d’un jeu de performance, dit jeu de performance estimé, par un modèle caractérisation selon l’invention.
L’au moins un jeu optique mesuré peut être mesuré sur l’objectif cible par un dispositif interférométrie optique, tel que l’un quelconque des dispositifs d’interférométrie optique, en mode point ou en mode plein champ, décrits plus haut.
L’au moins un jeu optique mesuré comprend des données de même nature, et présente un même formalisme que le jeu optique d’entrainement. Par exemple le jeu optique mesuré peut comprendre des données brutes, ou des valeurs de paramètres géométriques, à l’instar du jeu optique d’entrainement.
Comme illustré dans les exemples qui suivent, un tel procédé s’avère particulièrement avantageux à plusieurs titres. Tout d’abord, la synthèse peut avoir lieu en voie solide, et ne nécessite pas l’ajout de solvant et en particulier d’eau dans le milieu de synthèse. De plus, ce procédé ne génère pas d’effluents, notamment aqueux. Il permet donc avantageusement de s’affranchir d’une étape de séparation des effluents aqueux en fin de synthèse.
De plus, le procédé selon l’invention permet d’atteindre des temps de synthèse plus courts que ceux de l’art antérieur. En particulier, la synthèse peut être réalisée en une heure, alors qu’elle dure 24h pour un procédé conventionnel. Par ailleurs, le procédé selon l’invention permet d’atteindre un rendement élevé en carboxylate métallique, notamment en carboxylate de métal alcalin.
Enfin, le procédé selon l’invention est de mise en œuvre aisée au moyen d’un broyeur conventionnel, pourvu que le broyeur apporte une énergie de broyage suffisante pour que la réaction du mélange de l’étape (i) puisse s’opérer.
Les inventeurs ont donc constaté qu’il est possible d’accéder via un tel procédé, à un matériau de type carboxylate métallique, notamment de type carboxylate de métal alcalin, particulièrement avantageux à titre de matériau actif d’électrodes organiques, notamment d’électrodes négatives, et en particulier pour des batteries secondaires au lithium.
Ainsi, l’invention concerne également un matériau de type carboxylate de métal alcalin, notamment particulaire, obtenu par le procédé selon l’invention tel que défini précédemment.
Elle concerne également, selon un autre de ses aspects, l’utilisation d’un matériau de type carboxylate de métal alcalin obtenu par le procédé de l’invention, à titre de matériau actif d’électrode, en particulier d’électrode négative.
Elle concerne encore une électrode comprenant, à titre de matériau actif, au moins un matériau de type carboxylate de métal alcalin obtenu par le procédé de l’invention.
Elle concerne également un procédé de préparation d’une telle électrode comprenant au moins les étapes suivantes consistant à : (a) disposer d’une dispersion comprenant, dans un milieu aqueux ou organique, au moins un matériau de type carboxylate de métal alcalin obtenu selon l’invention, et éventuellement un ou plusieurs additif(s) conducteur(s) électronique(s) et/ou liant(s) ; (b) procéder au dépôt de tout ou partie de ladite dispersion (a) à la surface d’un collecteur de courant, par exemple de type feuillard en aluminium ou feutre de carbone ; et (c) évaporer ledit milieu aqueux ou organique pour former ladite électrode.
En particulier, elle concerne un procédé de préparation d’une électrode comprenant, à titre de matériau actif, au moins un matériau de type carboxylate de métal alcalin, notamment d’une électrode selon l’invention, comprenant au moins les étapes suivantes consistant à : (i) disposer d’un mélange solide comprenant au moins un composé source en ions alcalins et au moins un composé aromatique polycondensé choisi parmi les (poly)acides carboxyliques aromatiques polycondensés et les (poly)anhydrides d’acide aromatique polycondensé ; (ii) soumettre ledit mélange solide de l’étape (i) à une contrainte mécanique propice à l’interaction mécanochimique desdits composé(s) source en ions alcalins et composé(s) aromatique(s) polycondensé(s) pour former ledit carboxylate de métal alcalin ; (iii) récupérer ledit matériau de type carboxylate de métal alcalin, notamment par tamisage ; (iv) préparer une dispersion comprenant, dans un milieu aqueux ou organique, au moins tout ou partie dudit matériau de type carboxylate de métal alcalin de l’étape (iii), et éventuellement un ou plusieurs additif(s) conducteur(s) électronique(s) et/ou liant(s) ; (v) procéder au dépôt de tout ou partie de ladite dispersion de l’étape (iv) à la surface d’un collecteur de courant, par exemple de type feuillard en aluminium ou feutre de carbone ; et (vi) évaporer ledit milieu aqueux ou organique pour former ladite électrode.
L’invention concerne encore, selon un autre de ses aspects, un système électrochimique comprenant au moins une électrode selon l’invention ou obtenue par le procédé selon l’invention, notamment une électrode négative.
Un tel système électrochimique est plus particulièrement une batterie organique, en particulier une batterie en configuration cation-ion, notamment une batterie lithium-ion, sodium-ion, potassium-ion, magnésium-ion, une batterie en configuration « dual-ion », dans laquelle à la fois des cations et des anions sont impliqués dans la réaction rédox électrochimique (anode métallique ou non).
D’autres caractéristiques, variantes et avantages des objets de l’invention, ressortiront mieux à la lecture de la description, des exemples et figures qui vont suivre, donnés à titre illustratif et non limitatif de l’invention.
représente un spectre d’analyse IR à transformation de Fourier (IR-ATF) d’un matériau de type carboxylate de métal alcalin conforme à l’invention préparé en exemple.
représente un diagramme de diffraction aux rayons X (XRD) d’un matériau de type carboxylate de métal alcalin conforme à l’invention préparé en exemple.
Description détaillée Préparation d’un matériau de type carboxylate de métal alcalin électro-actif
Les étapes de torréfaction E1 et E2 peuvent être réalisées en machine de torréfaction ou au moyen d’un ustensile de chauffage adapté.
Le mélange grains de lentilles blondes torréfiés et éclats de fèves de cacao torréfiés sont ensuite mis en refroidissement pendant 20 minutes, on réalise une étape E3 afin que la torréfaction des grains de lentilles blondes torréfiés et des éclats de fèves de cacao torréfiés ne se poursuive pas avec la surchauffe de la lame de l’ustensile utilisé à l’étape suivante.
Le mélange grains de lentilles blondes torréfiés avec les éclats de fèves de cacao torréfiés est ensuite moulu, notamment broyé on réalise une étape E4 de sorte à obtenir une poudre, notamment une poudre dont les grains constitutifs, fait de grains de lentilles blondes torréfiés et d’éclats de fèves de cacao torréfiés. Le mélange grains de lentilles blondes torréfiés et éclats de fèves de cacao torréfiés est ainsi broyé de façon traditionnelle en poudre au moyen d’un moulin à café.
De façon avantageuse, la poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés ainsi obtenue est consommable immédiatement après les étapes de réhydratation E5 et de filtration E6, avec de l’eau chaude.
La préparation d’une boisson tiède ou chaude à base de poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés selon l’invention est similaire à celle d’un café filtré. Dans ce dernier cas, en effet, les grains de café moulus sont réhydratés avec de l’eau chaude, notamment présentant une température d’environ 80°C et le mélange ainsi réalisé est filtré de manière à obtenir un café pouvant être consommé immédiatement.
Les étapes E5 et E6, dans le procédé selon l’invention, sont similaires dans leur principe. La poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés est réhydratée, notamment avec de l’eau chaude présentant une température comprise entre 145°C et 150°C. Le mélange ainsi réalisé est filtré (étape E6), en particulier avec un filtre à café de filaments 20 µm de large, présentant une porosité adaptée pour ne pas laisser passer les particules ayant une dimension supérieure à 10 ou 15 µm. En particulier, on utilise pour une tasse de 24cl d’eau chaude 50 g de poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés.
La boisson chaude ainsi obtenue peut être consommée directement, dès lors que sa température convient au consommateur, notamment lorsque ladite température devient inférieure à 61°C. Elle présente l’avantage de présenter une haute valeur énergétique et une haute valeur nutritionnelle, notamment un apport de référence par portion de 65% de fer.
De préférence, la poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés selon l’invention ne comporte pas d’autre élément que les lentilles blondes et les éclats de fèves de cacao. En particulier, la poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés ne comprend pas d’additifs ni de préparations alimentaires étrangères ajoutées.
Selon les goûts, la boisson chaude obtenue peut être agrémentée de sucre ou de miel avant dégustation.
Les valeurs énergétiques et nutritionnelles moyennes pour 100 g de poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés selon l’invention, sont les suivantes : valeur calorique : 346kcal, selon le règlement UE°1169/2011 ; valeur énergétique ; 1512,2 KJ, selon le règlement UE°1169/2011 ; protéines brutes N x 6,25 : 26,2 g (+/-1.0) ; lactose : fibres alimentaires totales : 32,3 g (+/-2.0) ; acides gras polyinsaturés (AGPI) : 11,5 % (+/-1.0) AG totaux selon NF EN ISO 12966, -4 et -2 méthode rapide ; acides gras mono-insaturés (AGMI) : 30,7 % (+/-2,5) AG totaux selon NF EN ISO 12966, -4 et -2 méthode rapide ; glucides assimilables : 30,8 g, selon le règlement UE°1169/2011 ; fer : 91,4 mg/kg (+/- 13,8) ; taux mesuré dans une préparation de poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés selon l’invention, à partir d’une quantité présentant un poids total de 528 g, selon la méthode d’analyse MI MONU05 ICP-OES.
Par ailleurs, la teneur en acrylamide de la poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés est limitée à environ 711µg/kg (taux mesuré dans une préparation de poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés selon l’invention, à partir d’une quantité présentant un poids total de 528 g, selon la méthode d’analyse MI MOPC68 LC-MS/MS), ce qui correspond avantageusement à une valeur inférieure à la teneur en acrylamide dans le café, qui est d’environ 900 µg/kg.
Un avantage de la poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés selon l’invention présente une durée de conservation très longue, sensiblement illimitée lorsqu’elle est stockée en lieu sec à une température appropriée. Notamment, la poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés peut de préférence être conservée dans un contenant hermétiquement fermé, notamment en verre ou en métal, stocké à l'abri de la lumière et de l'humidité à température ambiante. Le taux d’humidité du lieu de stockage est de préférence compris entre 30% et 70% à la température du lieu de stockage est de préférence comprise entre 20°C et 35°C.
La poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés selon l’invention permet par conséquent de disposer d’un produit économique à très longue durée de conservation, présentant des acides gras insaturés avec une teneur en fer et un apport énergétique élevé, apte à être préparée et consommée dans un laps de temps, simplement à l’aide d’eau chaude. La poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés selon l’invention, sans conservateur, se conserve pendant plus d’un an dans un contenant hermétique.
La boisson chaude ainsi obtenue peut par exemple être consommée au petit déjeuner ou comme boisson chaude d’agrément à tout moment de la journée, en conférant au consommateur un apport énergétique et nutritionnel, notamment en acide gras mono-insaturés, polyinsaturés et en fer, optimal.
Il est notable qu’il émane du mélange une odeur agréable pendant sa préparation. La boisson chaude ainsi réalisée présente un goût similaire à celui du café, notamment plus doux que le café, du fait d’un arrière-goût de calcination qui découle de la torréfaction des grains de lentilles blondes et des éclats de fèves de cacao, tout en apportant des acides oméga 3 et 6 ainsi que du fer au consommateur. Elle peut ainsi, notamment, être consommée pour améliorer le taux de fer du consommateur.
En outre, il n'existe pas de règlement européen relatif à l’imposition de critères microbiologiques applicables à la poudre de lentilles et d’éclats de fèves de cacao torréfiés selon l’invention et celle-ci ne contient pas d'allergène connu.
En conséquence, chaque accumulateur à l’électrochimie active se décharge électriquement progressivement. Le débit d’hydrogène qui peut se dégager par l’hydrolyse peut être important. La quantité de dihydrogène générée par l’hydrolyse est d’autant plus élevée que le nombre d’accumulateurs est grand.
A titre d’exemple, pour une immersion d’un nombre égal à 8000 accumulateurs de format 18650 dans une solution de NaCl concentrée à 5% massique, il a pu être mesuré à 103,7 l/s. Cette quantité de dihydrogène dégagée augmente par-là les risques d’ATmosphères Explosives (ATEX). Les équipements d’aération entourant la solution de décharge (NaCl) doivent pouvoir gérer le dégagement d’hydrogène tout en restant dans des limites acceptables. Ceci influe sur leur dimensionnement, et également sur la quantité d’accumulateurs pouvant être déchargés simultanément, qui est fonction de leur activité électrochimique résiduelle.
On trouve dans la littérature, des publications traitant de techniques d’inertage d’accumulateurs par le froid.
Ainsi, le brevet US7,833,646 B2 divulgue une solution selon laquelle des batteries au lithium sont broyées sous un flux de CO 2 gazeux, refroidi de façon continue. La température du CO 2 gazeux n’est pas mentionnée. Cette solution présente plusieurs inconvénients : tout d’abord, elle impose un inertage sous atmosphère, ce qui implique des installations conséquentes. Également, le refroidissement par flux de gaz est à priori moins efficace qu’un refroidissement par immersion dans un liquide.
Le brevet US5888463A propose de plonger des batteries au lithium dans de l’azote liquide, qui est à une température de l’ordre de -196°C, puis de les broyer. Cette technique permet de broyer les batteries en garantissant que celles-ci ne partent pas en emballement thermique. En revanche, l’utilisation de l’azote liquide est coûteuse et exige de descendre à des températures extrêmement basses (-196°C). Les appareils, en particulier de broyage, doivent donc être spécifiquement conçus pour pouvoir résister à ces températures, ce qui ajoute un coût supplémentaire au procédé.
Il existe par conséquent un besoin de proposer une solution d’inertage d’accumulateurs électrochimiques, notamment métal-ion, qui soit fiable, i.e. qui permette un broyage des accumulateurs sans risque de départ de feu ou d’explosion, et qui puisse être réalisée à moindre coût par rapport aux solutions de l’état de l’art.
Pour ce faire, l’invention concerne, sous l’un de ses aspects, un procédé d’inertage d’accumulateurs électrochimiques (A), notamment métal-ion, comprenant les étapes suivantes:
0/ sélection d’un type de sel ou mélange de sels, de sa(leur) concentration massique dans une solution aqueuse et de la température de refroidissement de la solution aqueuse qui permette à l’(aux) accumulateur(s) de rester à une température inférieure ou égale à la température dite « d’emballement thermique » T2 ; la sélection étant en outre réalisée pour assurer un état liquide à la solution aqueuse tout au long du refroidissement ;
i/ fourniture d’une solution aqueuse de sel ou mélange de sels sélectionné(s) selon l’étape 0/;
ii/ refroidissement de la solution aqueuse de sel ou mélange de sels à la température déterminée selon l’étape 0/ ;
iii/ immersion du ou des accumulateurs dans la solution aqueuse de sel ou mélange de sels refroidie ;
iv/ mise en court-circuit du ou des accumulateurs, afin de provoquer sa(leur) décharge électrique.
Selon un mode de réalisation avantageux, l’étape i/ consiste en la fourniture d’une solution aqueuse de chlorure de calcium (CaCl2). Selon ce mode, la concentration est avantageusement comprise entre 0 % et 30% massique en CaCl2.
De préférence, la température déterminée à l’étape 0/ est supérieure ou égale à -50°C.
De préférence encore, l’étape iv/ est réalisée par perçage ou écrasement de l’emballage du ou des accumulateurs.
L’élément d’instrumentation 6 peut être une électrode de référence pour suivre l’évolution de la tension de chacune des électrodes 2, 3 ou un capteur pour suivre l’évolution de la température ou de la pression ou autre grandeur physique au cœur du système électrochimique.
L'architecture des batteries lithium-ion conventionnelles comporte une anode, une cathode et un électrolyte. Plusieurs types de géométrie d'architecture conventionnelle sont connus :
- une géométrie cylindrique telle que divulguée dans la demande de brevet US 2006/0121348,
- une géométrie prismatique telle que divulguée dans les brevets US 7348098, US 7338733;
Le constituant d'électrolyte 1 peut être de forme solide, liquide ou gel. Sous cette dernière forme, le constituant peut comprendre un séparateur en polymère, en céramique ou en composite microporeux imbibé d'électrolyte (s) organique (s) ou de type liquide ionique qui permet le déplacement des ions Lithium de la cathode à l'anode pour une charge et inversement pour une décharge, ce qui génère le courant. Le séparateur peut être en polyoléfine (PP, PE ou multicouches PP et PE, ou autres). L'électrolyte est en général un mélange de solvants organiques, par exemple des carbonates dans lesquels est ajouté un sel de lithium typiquement LiPF6.
L'électrode positive ou cathode 2 est constituée de matériaux d'insertion du cation Lithium qui sont en général composite, comme le phosphate de fer lithié LiFePO 4 , l’oxyde de cobalt lithié LiCoO 2, l’oxyde de manganèse lithié, éventuellement substitué, LiMn 2 O 4 ou d’oxyde de métaux de transition, comme les matériaux lamellaires par exemple, un matériau à base de LiNi x Mn y Co z O 2 avec x+y+z = 1, tel que LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 appelé plus communément NMC111, LiNi 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 O 2 appelé plus communément NMC622 ou LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 appelé plus communément NMC811 ou un matériau à base de type oxyde de nickel cobalt aluminium LiNi x Co y Al z O 2 avec x+y+z = 1, tel que LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 appelé plus communément NCA.
L'électrode négative ou anode est très souvent constituée de carbone, graphite ou en Li 4 TiO 5 O 12 (matériau titanate), éventuellement également à base de silicium ou à base de lithium, ou à base d’étain et de leurs alliages ou de composite formé à base de silicium.
L’électrode négative tout comme l’électrode positive peut également contenir des additifs conducteurs électroniques ainsi que des additifs polymères qui lui confèrent des propriétés mécaniques et des performances électrochimiques appropriées à l'application batterie lithium-ion ou à son procédé de mise en œuvre.
Les électrodes, positive et négative, sont classiquement fabriquées par enduction, en déposant en continu une encre, contenant le matériau actif, un solvant, un liant et éventuellement un additif électriquement conducteur, sur les collecteurs de courant. La technique la plus couramment utilisée est la technique dite d’enduction avec une fente filière (ou « slot die » en anglais). Concrètement, un feuillard métallique destiné à former le collecteur de courant défile entre un rouleau d’entrainement et une filière en forme de fente de distribution, reliée à un réservoir contenant l’encre. Une couche d’encre est ainsi formée sur le feuillard métallique, dans sa portion centrale, les bandes latérales (ou rives) du feuillard restant nues. Le solvant est, ensuite, évaporé lors d’un séchage en ligne pour former l’électrode. Une étape de séchage est ensuite réalisée pour évaporer les résidus de solvant. Puis une étape de calandrage est réalisée pour diminuer la porosité et augmenter la conductivité de l’électrode.
Le collecteur de courant 4 connecté à l'électrode positive est en général en aluminium.
Le collecteur de courant 5 connecté à l'électrode négative est en général en cuivre, en cuivre nickelé ou en aluminium.