INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’élément obtenu peut par exemple être utilisé dans des applications spatiales ou ferroviaires. EXEMPLES
Différents éléments ont été fabriqués. La composition des électrodes et des électrolytes utilisés est indiquée dans le Tableau 1 ci-après. Le séparateur est un séparateur tricouche PP/PE/PP (PP : polypropylène ; PE : polyéthylène).
Elément Matière active cathodique Matière active anodique Solvant** LiPF 6 (mol.L -1 ) LiPO 2 F 2 (%)*** VC (%)*** A* LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 TiNb 2 O 7 EC : PC : EMC : DMC 10 : 20 : 25 : 45 1,0 - 3 B LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 TiNb 2 O 7 F1EC : F3EA : HFMFP 30 : 45 : 25 1,2 0,3 - C* Mélange NMC-NCA TiNb 2 O 7 F1EC : F3EA : HFMP 30 : 45 : 25 1,2 - - D* NMC graphite EC : PC : EMC : DMC 10 : 20 : 25 : 45 1,0 - 3 E* NMC graphite F1EC : F3EA : HFMFP 30 : 45 : 25 1,2 0,3 - * Elément ne faisant pas partie de l’invention ** Ratios volumiques *** Pourcentage en masse exprimé par rapport à la somme de la masse du solvant et de la masse de(s) sel(s) de lithium EC : carbonate d’éthylène PC : carbonate de propylène EMC : carbonate de méthyle éthyle DMC : carbonate de diméthyle a ) Durée de vie en cyclage de l’élément selon l’invention :
Les éléments A et B ont subi un premier cycle de « formation » à 25°C au régime de C/10 et D/10. La représente la variation de la tension des éléments A et B au cours de ce premier cycle de formation. La charge consiste en une première étape de charge à courant constant de C/10 jusqu’à une tension de 3,5 V suivie d’une seconde étape de charge à tension constante de 3,5 V et arrêt de la charge soit lorsque le courant de charge devient inférieur à C/100, soit lorsque la durée nécessaire pour que le courant de charge devienne inférieur à C/100 dépasse 1 h. On note sur la que l’élément A hors invention présente une capacité chargée élevée. Cette capacité élevée peut être attribuée à une oxydation prolongée de l’électrolyte. Cette oxydation prolongée entraine une épaisse de couche de passivation sur l’anode. Cela se traduit par une forte polarisation de l’élément A, c’est-à-dire une différence élevée entre la tension en charge et la tension en décharge pour un état de charge donné. Au contraire, l’élément B selon l’invention ne reste pas de manière prolongée en fin de charge à une tension de 3,5 V. La longueur du plateau en fin de charge est plus courte pour l’élément B que pour l’élément A. La capacité chargée de l’élément B est de 146 mAh/g, valeur proche de la capacité théorique. La polarisation de l’élément B est plus faible que celle de l’élément A, ce qui suggère que l’électrolyte de l’élément B est plus stable à l’interface des électrodes et donc que la couche de passivation à l’anode de l’élément B est moins résistive que celle de l’anode de l’élément A. On peut noter pour ce premier cycle de formation une capacité irréversible pour l’élément A voisine de 170 mAh/g alors que la capacité irréversible de l’élément B n’est que de 10 mAh/g.
Les éléments A et B ont subi un cyclage au régime de C/5 et D/5 à 25°C entre les tensions limites de 1,3 et 3,5 V. Chaque charge a consisté en une première étape de charge à courant constant de C/5 jusqu’à une tension de 3,5 V suivie d’une seconde étape de charge à tension constante de 3,5 V et arrêt de la charge soit lorsque le courant de charge devenait inférieur à C/50, soit lorsque la durée nécessaire pour que le courant de charge devienne inférieur à C/100 dépassait 1 h. On a représenté sur la la variation du pourcentage de rétention de la capacité des éléments A et B et la variation du rendement coulombique de ces éléments au cours du cyclage. On note que l’élément B conserve au moins 80 % de sa capacité initiale après 100 cycles alors que l’élément A ne conserve que 50 % de sa capacité initiale après 60 cycles. Le rendement coulombique, c’est-à-dire le rapport entre la capacité déchargée et la capacité chargée, est d’environ 98% sur toute la durée du cyclage pour l’élément B. De plus, il est supérieur à celui de l’élément A, en particulier durant les 20 premiers cycles.
Enfin, on peut noter que l’électrolyte de l’élément A qui contient un mélange de carbonates n’est pas ininflammable, contrairement à celui de l’élément B. b ) Effet du remplacement de la spinelle LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 par un mélange d’oxydes lamellaires du type NMC – NCA :
On a remplacé la spinelle LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 de l’élément B par un mélange d’oxydes lamellaires du type NMC – NCA pour obtenir l’élément C. L’élément C a subi un cyclage aux régimes de C/5 D/5, C/5 D/2, C/5 D, C/5 2D à 25°C entre les tensions limites de 1,3 et 3,5 V. Chaque charge a consisté en une première étape de charge à courant constant de C/5 jusqu’à une tension de 3,1 V suivie d’une seconde étape de charge à tension constante de 3,1 V et arrêt de la charge soit lorsque le courant de charge devenait inférieur à C/50, soit lorsque la quantité chargée dépassait 160 mAh/g.
On a représenté sur la la variation de la capacité déchargée de l’élément C au cours du cyclage. On note que l’élément C perd progressivement de la capacité à partir du 50 ème cycle. Lorsque la décharge s’effectue à un plus fort courant (D/2, 1D et 2D), la perte de capacité est encore plus rapide. L’élément B selon l’invention, qui a aussi été cyclé au régime de C/5, présente de meilleures performances que l’élément C. Cet essai montre que le choix de la matière active cathodique n’a pas seulement un effet sur la tension de l’élément, mais a aussi une influence sur la capacité de l’élément à cycler sur une longue période à de forts courants de décharge. c) Comparaison du rendement coulombique des éléments A, B, D et E :
Le rendement coulombique des éléments A, B, D et E a été calculé pour chaque cycle d’un cyclage à 25°C constitué de charges à C/5 et de décharges à D/5. La tension de coupure en charge était de 3,5 V ou de 4,2 V selon la nature des matériaux d’électrodes. L’arrêt de la charge intervenait soit lorsque le courant de charge devenait inférieur à C/50, soit lorsque la durée nécessaire pour que le courant de charge devienne inférieur à C/50 dépassait 1 h. Les différentes courbes de variation du rendement coulombique des éléments A, B, D et E ont été représentées à la . Ces résultats permettent de tirer les conclusions suivantes :
- En élément LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 /TiNb 2 O 7 , l’électrolyte non fluoré EC:PC:EMC:DMC ne permet pas d’atteindre un rendement coulombique suffisant pour assurer une durée de vie suffisante à l’élément (élément A hors invention).
- En éléments LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 /TiNb 2 O 7 et NMC/graphite, l’électrolyte fluoré améliore le rendement coulombique, donc la durée de vie des éléments (élément B selon l’invention et élément E hors invention respectivement)
- Malgré un rendement coulombique plus faible aux cycles initiaux (établissement des interfaces), l’électrolyte fluoré en élément LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 /TiNb 2 O 7 (élément B selon l’invention) présente aux cycles suivants un rendement coulombique légèrement supérieur à celui d’un élément NMC/graphite (élément E selon le document WO 2021/037721 A1), indicateur d’une durée de vie de l’élément B supérieure à celle de l’élément E.
- De plus, l’élément LiNi 0,5 Mn 1,5 O 4 /TiNb 2 O 7 avec l’électrolyte fluoré (élément B) libère moins d’énergie en cas de surcharge ou de surchauffe que l’élément NMC/graphite (élément E selon le document WO 2021/037721 A1).
DISPOSITIF DE CONNEXION DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention se rapporte au domaine des batteries modulaires et plus particulièrement à celui de la connectique. Notamment, la présente invention concerne un dispositif de connexion inter batterie.
A cet effet un premier aspect de l’invention concerne un module lumineux de véhicule automobile comprenant : - un premier ensemble configuré pour réaliser une fonction d’éclairage, et comprenant une pluralité de premiers composants, les premiers composants comprenant au moins : une première source de lumière apte à émettre un premier faisceau lumineux ; un réflecteur apte à réfléchir le premier faisceau lumineux ; et un système optique apte à projeter le premier faisceau lumineux réfléchi en dehors du module lumineux ; - un deuxième ensemble configuré pour réaliser une fonction de signalisation, et comprenant une pluralité de deuxièmes composants, la pluralité de deuxièmes composants comprenant au moins : une deuxième source de lumière apte à émettre un deuxième faisceau lumineux ; un guide de lumière configuré pour guider le deuxième faisceau lumineux. La pluralité de deuxièmes composants et la pluralité de premiers composants ont au moins un composant en commun.
La mutualisation de composant entre les fonctions d’éclairage et de signalisation permet avantageusement de réduire le nombre total de composants du module lumineux, et induit ainsi une réduction de l’encombrement et des coûts associés au module lumineux.
Selon un mode de réalisation, le réflecteur peut comprendre une première surface réfléchissante apte à réfléchir le premier faisceau lumineux et le système optique peut comprendre une lentille de projection configurée pour former une image de la première surface réfléchissante lors de la projection du premier faisceau lumineux en dehors du module lumineux.
Un tel mode de réalisation permet de réduire l’épaisseur du premier faisceau lumineux, et permet ainsi de diminuer la taille du système optique, améliorant ainsi davantage la compacité du module lumineux.
Selon un mode de réalisation, le guide de lumière peut comprendre une face de sortie orientée vers l’extérieur du module et une face de réflexion apte à réfléchir une partie du deuxième faisceau lumineux vers la face de sortie, le composant en commun peut comprendre une surface diffusante ou réfléchissante agencée en regard de la face de réflexion du guide de lumière.
Ainsi, le composant en commun contribue à la fonction d’éclairage d’une part, et améliore le rendement lumineux associé à la fonction de signalisation d’autre part.
Selon un mode de réalisation, le composant en commun peut comprendre une cavité conformée pour recevoir le guide de lumière.
Ainsi, le composant en commun contribue à la fonction d’éclairage d’une part, et facilite le montage des composants associés à la fonction de signalisation d’autre part.
En complément ou en variante, la surface diffusante ou réfléchissante peut être dans la cavité.
Ainsi, le composant en commun contribue à la fonction d’éclairage d’une part, facilite le montage des composants associés à la fonction de signalisation et améliore le rendement lumineux de cette fonction, d’autre part.
Selon un mode de réalisation, la pluralité de premiers composants comprend en outre un support de la première source de lumière, et le composant en commun peut-être le réflecteur et/ou un support de la première source de lumière.
Ainsi, le composant en commun est un composant très généralement requis pour remplir la fonction d’éclairage, et ce mode de réalisation limite ainsi le nombre de composants du module lumineux.
Le composant commun peut être le réflecteur et le réflecteur peut comprendre une première surface réfléchissante apte à réfléchir le premier faisceau lumineux et une deuxième surface réfléchissante ou diffusante agencée en regard du guide de lumière du deuxième ensemble.
Ce mode de réalisation tire partie du fait que le réflecteur comprend plusieurs surfaces, dont la surface interne qui est généralement utilisée pour la fonction d’éclairage. Une surface externe peut ainsi être utilisée pour améliorer le rendement lumineux de la fonction de signalisation.
Alternativement, le composant commun peut être le support de la première source de lumière, et le support peut comprendre une troisième surface réfléchissante ou diffusante en regard du guide de lumière du deuxième ensemble.
Ainsi, le composant en commun remplit une fonction de support dans la fonction d’éclairage et améliore en même temps le rendement lumineux de la fonction de signalisation. Le support peut comprendre un radiateur, auquel cas il permet en outre de refroidir la première source de lumière.
Selon un mode de réalisation, la pluralité de deuxièmes composants peut comprendre deux deuxièmes sources de lumières et deux guides de lumière, chaque guide de lumière étant associé respectivement à une deuxième source de lumière, et la pluralité de deuxièmes composants et la pluralité de premiers composants peuvent avoir au moins deux composants en commun.
Ainsi, il est rendu possible de réaliser des fonctions de signalisation complexes tout en réduisant l’encombrement associé au module lumineux.
Alternativement ou en complément, le réflecteur peut comprendre une première surface réfléchissante apte à réfléchir le premier faisceau lumineux et une deuxième surface réfléchissante ou diffusante agencée en regard de l’un des guides de lumière du deuxième ensemble, et le support de la première source de lumière peut comprendre une troisième surface réfléchissante ou diffusante en regard de l’autre guide de lumière du deuxième ensemble.
Il est ainsi rendu possible la réalisation de fonctions complexes de signalisation, avec un bon rendement lumineux, et avec une bonne compacité du module lumineux.
En variante ou en complément, les deux guides de lumière peuvent être agencés de part et d’autre du système optique du premier ensemble.
La compacité du module lumineux est ainsi améliorée.
Selon un mode de réalisation, le deuxième ensemble peut comprendre en outre au moins un écran diffusant apte à diffuser au moins une partie du faisceau lumineux guidé par le guide de lumière vers l’extérieur du module lumineux.
Un tel écran diffusant améliore l’homogénéité du faisceau de signalisation issu du premier ensemble.
illustre un ensemble de composants configuré pour réaliser une fonction de signalisation selon l’invention;
représente une vue en coupe d’un module lumineux selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
représente une vue en coupe d’un module lumineux selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
est une vue tridimensionnelle du module lumineux selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
La description se concentre sur les caractéristiques qui démarquent le procédé ou le système de ceux connus dans l’état de l’art. Le fonctionnement et la fabrication de diodes électroluminescentes ne sera pas décrit en détails puisqu’il est en soi connu dans l’état de l’art.
La présente des composants d’un ensemble 100 configuré pour réaliser une fonction de signalisation selon un mode de réalisation de l’invention.
L’ensemble 100 comprend un guide optique 110, ou guide de lumière, apte à propager, ou guider, un faisceau lumineux émis par une source lumineuse 101. Dans l’exemple de la , le guide optique 110 est rectiligne. Il est bien entendu que le guide optique 110 peut avoir d’autres formes, et peut notamment comporter des courbures telles qu’une ou plusieurs portions d’arc de cercle.
Selon un mode de réalisation, l'optique relai est afocale ou quasi-afocale.
Selon un mode de réalisation le système optique est configuré pour mettre en œuvre une propagation libre du premier dispositif vers le deuxième dispositif.
Selon un mode de réalisation, A2in est égal à A1out, par exemple à un changement de repère cartésien près.
Selon un mode de réalisation, le premier dispositif est de type pixélisé.
Selon un mode de réalisation, le système optique de modulation de front d'onde comprend en outre un circuit de commande configuré pour fournir des signaux de commande aux premier et deuxième dispositifs.
Selon un mode de réalisation, le circuit de commande est configuré pour modifier lesdits signaux de commande de sorte à modifier ladite distribution de champ cible.
Selon un mode de réalisation, le premier dispositif met en œuvre au moins une modulation en phase et le deuxième dispositif met en œuvre au moins une modulation en phase.
Selon un mode de réalisation, celui des premier et deuxième dispositifs qui est de type pixélisé est un dispositif à cristaux liquides sur silicium.
Selon un mode de réalisation, celui des premier et deuxième dispositifs qui est de type continu est un miroir déformable.
Selon un mode de réalisation, le système optique comprend en outre un objectif de focalisation configuré pour recevoir la distribution de champ cible A2out.
la représente, de manière schématique, un mode de réalisation d'un système optique de modulation de front d'onde ; et
la représente, de manière schématique, un exemple de modélisation d'une optique relai du système optique de modulation de front d'onde de la .
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la mise en œuvre des dispositifs optiques de modulation de front d'onde commandables utilisés dans le système de modulation de front d'onde décrit ici n'a pas été détaillée, ces dispositifs optiques de modulation de front d'onde commandables et leurs mises en œuvre étant bien connus de la personne du métier.
Par ailleurs, les diverses applications connues dans lesquelles un système de modulation de front d'onde tel que décrit ici peut être mis en œuvre n'ont pas été détaillées, ce système de modulation de front étant compatible avec les applications connues dans lesquelles un système de modulation de front d'onde est mis en œuvre.
Pour cela la personne du métier pourra, par exemple, modifier des algorithmes bien connus dans le domaine de l'optique qui permettent de déterminer une modulation à appliquer à une distribution de champ pour une obtenir distribution de champ donnée. En effet, une fois cette modulation connue, il est à la portée de la personne du métier de déterminer la commande à appliquer à un modulateur commandable pour qu'il mette en œuvre cette modulation si la dynamique de modulation du modulateur le permet. A titre d'exemple, la personne du métier pourra modifier l'algorithme de Gerchberg-Saxton, l'algorithme Fienup, mis en œuvre ou non conjointement à la méthode dite "do not care" (ne pas prendre en compte), l'algorithme Yang-Gu, ou d'autres algorithmes, par exemple des algorithmes listés dans l'article "Elimination of a zero order-beam induced by a pixelated spatial light modulator for holographic projection" de H. Zhang et al, publié dans Appl. Opt., volume 48, pages 5834 à 5841, en Octobre 2009.
A titre d'exemple, la détermination des configurations, c’est-à-dire des commandes ou des fonctions de transfert, des modulateurs 2 et 3 comprend les étapes suivantes.
A une première étape, on recherche de manière itérative la fonction de transfert du modulateur qui est de type continu, à savoir le modulateur 3 dans l'exemple de la , qui conduise à ce que la composante de la distribution A2out qui est commandable uniquement par ce modulateur de type continu soit la plus proche possible de la distribution A2out cible.
Dit autrement, la première étape consiste à trouver la configuration du modulateur de type continu qui permette de répartir grossièrement l'intensité lumineuse là où la distribution cible A2out le nécessite.
A titre d'exemple, la première étape revient à minimiser une fonction représentative de l'écart entre la distribution cible A2out et sa composante qui est commandable uniquement par le modulateur de type continu.
A une deuxième étape suivant la première étape, on recherche de manière itérative la fonction de transfert du modulateur qui est de type pixelisé, à savoir le modulateur 2 dans l'exemple de la , qui conduise à la distribution cible A2out. Plus particulièrement, cette deuxième étape consiste à trouver la composante commandable de la fonction de transfert du modulateur de type continu qui conduit à la distribution cible A2out. Lors de cette deuxième étape, la configuration du modulateur de type continu est fixée et correspond à celle déterminée lors de la première étape précédente.
Dit autrement, la deuxième étape consiste à trouver la configuration du modulateur de type pixelisé qui permette de répartir plus finement, dans la distribution A2out fournit par le modulateur 3, l'intensité lumineuse déjà grossièrement repartie par le modulateur de type continu, de manière à obtenir la distribution cible A2out.
A titre d'exemple, la deuxième étape revient à minimiser une fonction représentative de l'écart entre la distribution A2out effectivement fournie par le modulateur 3 et le distribution A2out cible.
La succession des première et deuxième étapes peut être mise en œuvre plusieurs fois, par exemple lorsque la deuxième étape ne permet pas d'obtenir la distribution cible A2out. A chaque nouvelle mise en œuvre de la première étape, la configuration du modulateur de type pixelisé est par exemple fixée et correspond à la configuration de ce modulateur déterminée lors de la deuxième étape précédente.
Chacune des première et deuxième étapes ci-dessus est par exemple mise en œuvre en adaptant l'un des algorithmes précédemment cités.
Bien entendu, la personne du métier est en mesure, à partir de la description faite ci-dessus, de mettre en œuvre d'autres méthodes pour déterminer les commandes des modulateurs 2 et 3 de sorte à obtenir une distribution cible A2out dans laquelle la composante commandable uniquement par le modulateur de type continu contribue au signal utile de la distribution cible A2out.
Selon un mode de réalisation, comme cela est illustré dans l'exemple de la , le système 1 comprend un objectif de focalisation OBJ.
L'objectif OBJ est configuré pour focaliser un faisceau de lumière disponible après le modulateur 3, c’est-à-dire le faisceau de lumière fourni par le modulateur 3 et qui est conforme à la distribution A2out, dans un volume de travail 5. Plus particulièrement, l'objectif de focalisation OBJ est, par exemple, configuré pour recevoir la distribution de champ cible A2out. La distribution A2out2 détermine la distribution de champ dans le volume 5, donc dans des plans de ce volume 5. Dit d'une autre manière, une distribution de champ cible dans le volume 5 détermine la distribution cible A2out dans le deuxième plan.
La personne du métier cherchant à obtenir une distribution donnée dans le volume 5 ou dans un plan du volume 5 est en mesure de déterminer, pour un objectif OBJ de configuration donnée, la distribution A2out correspondante. Puis, connaissant la distribution A1in, la personne du métier est mesure de déterminer les commandes, ou configurations, des modulateurs 2 et 3 permettant d'obtenir cette distribution A2out correspondante, pour obtenir la distribution de champ voulue dans le volume 5.
A titre d'exemple plus détaillé, dans le cas où les modulateurs 2 et 3 sont approximés chacun par un plan, ou, dit autrement, dans une approximation où les modulateurs 2 et 3 sont infiniment fins, on appelle x et y les coordonnées cartésiennes d'un point dans un premier plan correspondant au modulateur 2, et X et Y les coordonnées cartésiennes d'un point dans un deuxième plan correspondant au modulateur 3. Les distributions A1in et A1out sont alors des distributions de champ dans le premier plan pouvant s'écrire A1in(x,y) et A1out(x,y), les distributions A2in et A2out étant des distributions de champ dans le deuxième plan pouvant s'écrire A2in(X,Y) et A2out(X,Y).
Dans cette approximation, la fonction de transfert Fmod1 du modulateur 2 s'écrit Fmod1(x,y). La fonction Fmod1(x,y) entre la distribution A1in(x,y) et la distribution A1out(x,y) est une fonction qui à chaque couple de coordonnées x et y associe une valeur complexe représentative d'une modulation de phase et, par exemple, d'une modulation d'amplitude. Pour chaque couple de coordonnées x, y, la valeur complexe de la distribution A1in(x,y) aux coordonnées x, y est multipliée par la valeur complexe de la fonction de transfert Fmod1(x,y) associée à ces coordonnées x, y, pour obtenir la valeur complexe de la distribution A1out(x,y) aux coordonnées x, y. Dit autrement, le modulateur 2 met en œuvre l'équation suivante : A1out(x,y) = Fmod1(x,y).A1in(x,y)
montre la variation de la quantité de TiO 2 observée après frittage selon la méthode de granulation.
Une réduction du pourcentage de TiO 2 d’environ 3% a été observée dans les composites qui ont été granulés par atomisation. De plus, les propriétés diélectriques des échantillons granulés par granulation cryogénique sont plus performantes à celles des échantillons granulés par atomisation (tan δ de 10 -5 et tan δ de 10 -4 respectivement).