INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Bien que la puissance électrique délivrée à chaque tronçon de tube soit identique, elle peut aussi être différente selon les tronçons de tubes de sorte à gérer finement des profils de température.
Procédé d’obtention d’un oxyde à haute entropie DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention concerne le procédé d’obtention d’un oxyde à haute entropie, un oxyde à haute entropie obtenu selon ce procédé et ayant une conductivité essentiellement de nature ionique, ainsi que l’utilisation de cet oxyde à haute entropie comme électrolyte solide conducteur des ions d’un métal alcalin.
La présente invention concerne également le domaine des batteries rechargeables tout solide inorganiques incorporant un tel électrolyte, ainsi que les véhicules, les appareils électroniques autonomes ainsi que les réseaux intelligents d’électricité comportant de telles batteries.
ETAT DE LA TECHNIQUE Les batteries actuelles de type Li-ion arrivent au maximum de leurs capacités de stockage d’énergie de l’ordre de 300 Wh/kg. De plus, elles utilisent des matériaux onéreux et/ou dont l’extraction minière pose des problèmes environnementaux, en particulier le cobalt. Elles utilisent un électrolyte liquide, source de vieillissement prématuré et d’insécurité car il peut être à l’origine de fuites ou d’inflammation. L’utilisation d’un électrolyte liquide complique également le recyclage des systèmes en fin de vie du fait de la présence de composés toxiques, difficiles à séparer et à éliminer.
Pour la mobilité électrique des voitures ou des avions par exemple, de nouvelles batteries sont nécessaires. Elles doivent être plus performantes avec une densité d’énergie supérieure à 500 Wh/kg, plus sûres car non susceptibles d’emballement thermique ou de s’enflammer et plus respectueuses de l’environnement en utilisant des matériaux moins toxiques, avec moins d’empreinte environnementale et plus facilement recyclables.
Les batteries solides constituent une solution à ces problèmes : en effet, elles n’utilisent pas de substances explosives et/ou de substances volatiles, elles ne sont pas sujettes à des phénomènes de fuite, leur fabrication est plus simple et ne nécessite pas d’emballage métallique complexe, elles offrent par ailleurs davantage de flexibilité dans les processus de fabrication et peuvent prendre des formes diverses.
La bride 1 est équipée d’un dispositif de verrouillage comprenant un verrou rotatif 14 et la porte 2 est équipée d’une came 16, ou engorgeoir, rigidement solidaire de la porte 2 et dont elle dépasse.
Le verrou rotatif 14 est situé à l’opposé de la charnière 3, et il dépasse de la face interne 6 en étant apte à pivoter autour d’un axe parallèle à l’axe AX, ce verrou 14 comportant un galet 17 s’étendant parallèlement à la face 6.
Lorsque la porte 2 est rabattue, la came 16 se situe en vis-à-vis du verrou 14, de sorte qu’un pivotement du verrou 14 autour de son axe permet d’engager son galet 17 dans la came 16, de manière à verrouiller la porte. Une rotation en sens inverse du verrou 14 permet de désengager son galet 17, de façon à libérer la came 16 pour permettre une ouverture de la porte 2.
Ce verrou rotatif 14 est avantageusement prolongé par un axe de manœuvre traversant la face externe 7 de la bride et permettant à un opérateur de l’actionner depuis l’extérieur de la cellule en manœuvrant cet axe, de façon à bloquer ou débloquer la porte. Ce verrou 14 peut aussi être motorisé pour être actionné de façon commandée afin de bloquer ou débloquer la porte, le moteur peut alors avantageusement être intégré à ce verrou 14.
Comme indiqué plus haut, la charnière 3 comporte un élément rotatif 12, pivotant autour de l’axe AY. Cet élément rotatif 12 est porté par un palier fixe supérieur et un palier fixe inférieur repérés par 18 et 19 qui sont rigidement fixés à la face interne 6.
Selon l’invention, la charnière 3 intègre un moteur électrique pour faire pivoter l’élément rotatif 12 par rapport aux paliers 18 et 19 qui sont fixes par rapport à la bride 1, afin d’ouvrir et fermer la porte 2 de manière commandée.
Comme indiqué plus haut, cette charnière 3 comporte un palier supérieur 18 et un palier inférieur 19 entre lesquels pivote l’élément rotatif 12.
Le palier 18 comporte une portion tubulaire 21 fermée par un fond 22, et d’une manière analogue, le palier 19 comporte une portion tubulaire 23 fermée par un fond 24. Ces paliers 18 et 19 comportent en outre chacun une patte radiale 26, 27 ayant un trou traversé par une vis vissée dans la bride 1 afin de solidariser rigidement chacun de ces paliers à la bride 1.
L’élément rotatif 12 qui est généralement tubulaire s’étend entre ces deux paliers 18 et 19, selon l’axe AY qui correspond à l’axe de cette charnière 3. Comme visible sur la , les paliers 18 et 19 et l’élément rotatif 12, généralement tubulaires, délimitent conjointement un espace interne E dans lequel est logé un moteur 28 et un réducteur 29 avec leurs moyens d’accouplement pour actionner électriquement cette charnière.
Plus particulièrement, l’élément rotatif 12 comporte un corps 30 dont le diamètre externe correspond au diamètre externe des paliers, prolongé par une extrémité supérieure 31 de plus faible diamètre qui est engagée dans la portion tubulaire 21 du palier 18. Une bague 32 est interposée entre l’extrémité supérieure 31 et la portion tubulaire 21 pour permettre une rotation de l’élément 12 par rapport au palier supérieur 18 avec de faibles frottements.
De manière analogue, l’élément 12 comporte une extrémité inférieure 33 de plus faible diamètre que son corps 30 et qui est engagée dans la portion tubulaire 23 du palier inférieur 19 avec interposition d’une bague 34 permettant une rotation de l’élément 12 par rapport au palier 19 avec de faibles frottements.
Comme visible sur la , le moteur 28 comporte un stator 36 cylindrique de diamètre significativement inférieur à celui de la portion tubulaire 21 et de l’extrémité supérieure 31 de l’élément 12, et un arbre de sortie 37.
Ce stator 36 a sa base rigidement solidarisée à une embase 38 en forme de disque de diamètre externe coïncidant avec le diamètre interne de la portion tubulaire 21, par exemple par des vis non représentées. Complémentairement, cette embase 38 comporte le long de sa périphérie externe des trous traversés par des vis 39 s’étendant parallèlement à l’axe AY assurant sa fixation au fond 22, c’est-à-dire la solidarisation rigide du stator 36 au palier supérieur 18.
Comme visible sur la , le stator 36 s’étend essentiellement dans la portion tubulaire 21 du palier 18, et son arbre de sortie 37 est accouplé au réducteur 29 qui comporte un corps 41 cylindrique s’étendant dans l’élément 12 sur l’essentiel de sa longueur, ce corps 41 portant un arbre d’entrainement 42 qui est accouplé à l’élément 12 par l’intermédiaire d’une platine 43.
Plus particulièrement, et comme visible sur la , l’arbre d’entrainement 42 traverse au moins partiellement la platine 43 pour être lié en rotation à celle-ci, cet arbre étant par exemple de type cannelé ou par exemple de type claveté. La platine 43 a une forme de disque de diamètre correspondant au diamètre externe de l’extrémité 33 et elle est appliquée contre cette extrémité 33 tubulaire.
Complémentairement, cette platine 43 comporte le long de sa périphérie externe des trous traversés par des vis 44 parallèles à l’axe AY vissées dans l’épaisseur de l’extrémité 33 tubulaire. Cette platine 43 est ainsi rigidement solidarisée à l’élément 12 dont elle ferme l’extrémité inférieure, et elle est liée en rotation à l’arbre d’entrainement 42.
La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément de celle fournie par le générateur d’énergie électrique GE alimenté par la batterie principale BP, et parfois à la place de ce générateur d’énergie électrique GE (en particulier lorsque le GMP est endormi et le générateur d’énergie électrique GE inactif). Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le générateur d’énergie électrique GE. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie de servitude BS est de type Lithium-ion 12 V.
La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique, et donc qui comprend, notamment, une machine motrice MME électrique, un arbre moteur AM, et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer le véhicule V. Le fonctionnement du GMP est supervisé par un calculateur de supervision CS.
La machine motrice MME est, ici, aussi couplée au générateur d’énergie électrique GE qui est aussi couplé indirectement à la batterie de servitude BS, notamment pour la recharger avec de l’énergie électrique issue de la batterie principale BP et convertie.
Ce générateur d’énergie électrique GE est un convertisseur de courant, à titre d’exemple. Il est ici aussi chargé d’alimenter le réseau de bord RB en énergie électrique issue de la batterie principale BP et convertie lorsque le GMP est en fonctionnement ou lorsque le GMP est endormi mais que le véhicule V est dans une phase de recharge de sa batterie principale BP, en plus d’assurer la recharge de la batterie de servitude BS.
On notera, comme illustré non limitativement sur la , que le générateur d’énergie électrique GE peut faire partie d’un chargeur CH connecté électriquement au connecteur de recharge CN et comprenant un calculateur CC chargé au sein de son véhicule V de contrôler la recharge de la batterie principale BP, quel qu’en soit le mode.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur la la batterie principale BP est adaptée non seulement aux recharges en mode 2 ou 3, mais aussi aux recharges en mode 4, sous le contrôle du calculateur CC.
Par exemple, la batterie principale BP peut comprendre des cellules électrochimiques de stockage d’énergie électrique, éventuellement de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd. Egalement par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la le véhicule V comprend aussi un boîtier de distribution BD auquel sont couplés la batterie de servitude BS, le générateur d’énergie électrique GE et le réseau de bord RB. Ce boîtier de distribution BD est chargé de distribuer dans le réseau de bord RB, sous le contrôle d’un calculateur de distribution CD, l’énergie électrique qui est produite par le générateur d’énergie électrique GE ou stockée dans la batterie de servitude BS, pour l’alimentation des organes (ou équipements) électriques couplés au réseau de bord RB (et notamment l’équipement électrique EE), en fonction de demandes d’alimentation reçues (notamment du calculateur de supervision CS du GMP).
Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de gestion destiné à permettre la gestion dans le véhicule V de l’alimentation en énergie électrique, par la batterie de servitude BS, d’au moins l’équipement électrique EE assurant la fonction de divertissement, lorsque le GMP est endormi.
Ce procédé (de gestion) peut être mis en œuvre au moins partiellement par le dispositif de gestion DG (illustré sur les figures 1 et 2) qui comprend à cet effet au moins un processeur PR1, par exemple de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), et au moins une mémoire MD. Ce dispositif de gestion DG peut donc être réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »).
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR1 d’une partie au moins du procédé de gestion. Le processeur PR1 peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le dispositif de gestion DG fait partie du calculateur de distribution CD (et donc du boîtier de distribution BD). Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le dispositif de gestion DG pourrait comprendre son propre calculateur dédié, lequel peut alors être couplé au calculateur de distribution CD.
Comme illustré non limitativement sur la , le procédé (de gestion), selon l’invention, comprend une étape 10-20 qui est mise en œuvre dans le véhicule V chaque fois qu’une demande d’utilisation d’une fonction de divertissement assurée par au moins un équipement électrique EE est reçue alors que le GMP est endormi.
Cette étape 10-20 comprend tout d’abord une sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de gestion DG) détermine, en fonction d’une estimation ece d’un état de charge (ou SOC (« State Of Charge »)) de la batterie de servitude BS, d’une quantité qe1 d’énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l’équipement électrique EE, et d’une quantité qe2 d’énergie électrique nécessaire à un futur réveil du véhicule V et à une future mise en fonctionnement du GMP, une durée da pendant laquelle la batterie de servitude BS peut alimenter en énergie électrique l’équipement électrique EE (et tout autre équipement électrique nécessaire à l’utilisation de la fonction de divertissement qu’il assure).
- les copolymères vinylpyrrolidone / acrylate ou méthacrylate de dialkylaminoalkyle quaternisés ou non, tels que les produits vendus sous la dénomination « GAFQUAT » par la société ISP comme par exemple « GAFQUAT 734 » ou « GAFQUAT 755 » ou bien les produits dénommés « COPOLYMER 845, 958 et 937 ». Ces polymères sont décrits en détail dans les brevets français 2.077.143 et 2.393.573,
- les terpolymères méthacrylate de diméthyl amino éthyle/ vinylcaprolactame/ vinylpyrrolidone tel que le produit vendu sous la dénomination GAFFIX VC 713 par la société ISP,
- les copolymères vinylpyrrolidone / méthacrylamidopropyl dimethylamine commercialisés notamment sous la dénomination STYLEZE CC 10 par ISP,
- les copolymères vinylpyrrolidone / méthacrylamide de diméthyl-amino-propyle quaternisés tel que le produit vendu sous la dénomination « GAFQUAT HS 100 » par la société ISP,
- les polymères réticulés de sels de méthacryloyloxyalkyl(C1-C4) trialkyl(C1-C4)ammonium tels que les polymères obtenus par homopolymérisation du diméthylaminoéthylméthacrylate quaternisé par le chlorure de méthyle, ou par copolymérisation de l’acrylamide avec le diméthylaminoéthylméthacrylate quaternisé par le chlorure de méthyle, l’homo ou la copolymérisation étant suivie d’une réticulation par un composé à insaturation oléfinique, en particulier le méthylène bis acrylamide. On peut plus particulièrement utiliser un copolymère réticulé acrylamide/chlorure de méthacryloyloxyéthyl triméthylammonium (20/80 en poids) sous forme de dispersion contenant 50 % en poids dudit copolymère dans de l’huile minérale. Cette dispersion est commercialisée sous le nom de « SALCARE® SC 92 » par la Société CIBA. On peut également utiliser un homopolymère réticulé du chlorure de méthacryloyloxyéthyl triméthylammonium contenant environ 50 % en poids de l’homopolymère dans de l’huile minérale ou dans un ester liquide. Ces dispersions sont commercialisées sous les noms de « SALCARE® SC 95 » et « SALCARE® SC 96 » par la Société CIBA.
(2) Les dérivés d'éthers de cellulose comportant des groupements ammonium quaternaire tels que ceux décrits dans le brevet français 1 492 597, et en particulier les polymères commercialisés sous les dénominations « UCARE POLYMER JR » (JR 400, JR 125, JR 30M) ou « LR » (LR 400, LR 30M) par la société AMERCHOL. Ces polymères sont également définis dans le dictionnaire CTFA comme des ammoniums quaternaires d'hydroxyéthylcellulose ayant réagi avec un époxyde substitué par un groupement triméthylammonium.
(3) Les copolymères de cellulose ou les dérivés de cellulose greffés avec un monomère hydrosoluble d'ammonium quaternaire, et décrits notamment dans le brevet US 4 131 576, tels que les hydroxyalkyl celluloses, comme les hydroxyméthyl-, hydroxyéthyl- ou hydroxypropyl celluloses greffées notamment avec un sel de méthacryloyléthyl triméthylammonium, de méthacrylmidopropyl triméthylammonium, de diméthyl-diallylammonium.
Les produits commercialisés répondant à cette définition sont plus particulièrement les produits vendus sous la dénomination « Celquat L 200 » et « Celquat H 100 » par la Société National Starch.
(4) Les gommes de guar cationiques, en particulier celles décrites plus particulièrement dans les brevets US 3 589 578 et 4 031 307 tel que les gommes de guar contenant des groupements cationiques trialkylammonium. On utilise par exemple des gommes de guar modifiées par un sel (par ex. chlorure) de 2,3-époxypropyl triméthylammonium.
(6) Les polyaminoamides solubles dans l'eau préparés en particulier par polycondensation d'un composé acide avec une polyamine ; ces polyaminoamides peuvent être réticulés par une épihalohydrine, un diépoxyde, un dianhydride, un dianhydride non saturé, un dérivé bis-insaturé, une bis-halohydrine, un bis-azétidinium, une bis-haloacyldiamine, un bis-halogénure d'alkyle ou encore par un oligomère résultant de la réaction d'un composé bifonctionnel réactif vis-à-vis d'une bis-halohydrine, d'un bis-azétidinium, d'une bis-haloacyldiamine, d'un bis-halogénure d'alkyle, d'une épilhalohydrine, d'un diépoxyde ou d'un dérivé bis-insaturé ; l'agent réticulant étant utilisé dans des proportions allant de 0,025 à 0,35 mole par groupement amine du polyaminoamide ; ces polyaminoamides peuvent être alcoylés ou s'ils comportent une ou plusieurs fonctions amines tertiaires, quaternisées. De tels polymères sont notamment décrits dans les brevets français 2.252.840 et 2.368.508.
(7) Les dérivés de polyaminoamides résultant de la condensation de polyalcoylènes polyamines avec des acides polycarboxyliques suivie d'une alcoylation par des agents bifonctionnels. On peut citer par exemple les polymères acide adipique-diacoylaminohydroxyalcoyldialoylène triamine dans lesquels le radical alcoyle comporte de 1 à 4 atomes de carbone et désigne de préférence les radicaux méthyle, éthyle et propyle. De tels polymères sont notamment décrits dans le brevet français 1.583.363.
Parmi ces dérivés, on peut citer plus particulièrement les polymères acide adipique/diméthylaminohydroxypropyl/diéthylène triamine vendus sous la dénomination « Cartaretine F, F4 ou F8 » par la société Sandoz.
(8) Les polymères obtenus par réaction d'une polyalkylène polyamine comportant deux groupements amine primaire et au moins un groupement amine secondaire avec un acide dicarboxylique choisi parmi l'acide diglycolique et les acides dicarboxyliques aliphatiques saturés ayant de 3 à 8 atomes de carbone ; le rapport molaire entre le polyalkylène polylamine et l'acide dicarboxylique étant compris entre 0,8 : 1 et 1,4 : 1 et le polyaminoamide en résultant étant amené à réagir avec l'épichlorhydrine dans un rapport molaire d'épichlorhydrine par rapport au groupement amine secondaire du polyaminoamide compris entre 0,5 : 1 et 1,8 : 1. De tels polymères sont notamment décrits dans les brevets américains 3.227.615 et 2.961.347.
Des polymères de ce type sont en particulier commercialisés sous la dénomination « Hercosett 57 » par la société Hercules Inc. ou bien sous la dénomination de « PD 170 » ou « Delsette 101 » par la société Hercules dans le cas du copolymère d'acide adipique/époxypropyl/diéthylène-triamine.
En ce qui concerne un mélange comprenant la charge humide et la résine, le mélange peut être un mélange particulaire de charge humide et de résine, par exemple, une poudre. La résine peut être revêtue sur ou combinée à la charge humide par solution ou par dispersion, par exemple, solution aqueuse ou dispersion aqueuse. La poudre peut être chargée dans le mélangeur telle quelle, ou peut être formée en une pastille, à savoir, une pastille qui est un mélange comprenant la résine. En tant qu’autre option, une solution ou une dispersion contenant la résine peut être combinée à la charge (par exemple, noir de carbone floconneux, silice, noir de carbone traité au silicium, et/ou autres types de charge). Outre la combinaison, la solution peut également humidifier la charge pour former la charge humide. La charge humide résultante peut alors être alimentée à une pastilleuse à broche et mise sous forme de pastilles par l’intermédiaire des méthodes divulguées ici.
La charge en général, peut être toute charge conventionnelle utilisée avec des élastomères telle que des charges renforçantes incluant, mais sans s’y limiter, le noir de carbone, la silice, une charge comprenant du noir de carbone, une charge comprenant de la silice, et/ou toutes combinaisons de ceux-ci. La charge peut être sous forme particulaire ou fibreuse ou de plaques. Par exemple, une charge particulaire est faite de corps discrets. De telles charges peuvent souvent avoir un rapport de dimensions (par exemple, longueur au diamètre) de 3:1 ou moins, ou de 2:1 ou moins, ou de 1,5:1 ou moins. Les charges fibreuses peuvent avoir un rapport de dimensions de, par exemple, 2:1 ou plus, 3:1 ou plus, 4:1 ou plus, ou supérieur. Typiquement, les charges utilisées pour renforcer les élastomères ont des dimensions qui sont microscopiques (par exemple, centaines de microns ou moins) ou nanométriques (par exemple, moins de 1 micron). Dans le cas du noir de carbone, les corps discrets de noir de carbone particulaire font référence aux agrégats ou agglomérats formés à partir de particules primaires, et non aux particules primaires elles-mêmes. Dans d’autres modes de réalisation, la charge peut avoir une structure en forme de plaques telle que des graphènes et des oxydes de graphène réduits.
La charge peut être choisie parmi les matériaux carbonés, le noir de carbone, la silice, la nanocellulose, la lignine, les argiles, les nanoargiles, les oxydes de métal, les carbonates de métal, le carbone de pyrolyse, le carbone régénéré, le noir de carbone récupéré (par exemple, tel que défini dans l’ASTM D8178-19, rCB), les graphènes, les oxydes de graphène, l’oxyde de graphène réduit (par exemple, filets d’oxyde de graphène réduit tels que divulgués dans la Publ. PCT n° WO 2019/070514A1), ou les granules d’oxyde de graphène réduit densifiés (tel que divulgué dans la Dema. Prov. U.S. n° 62/857 296, déposée le 5 juin 2019, et la Publ. PCT n° 2020/247681), les nanotubes de carbone, les nanotubes de carbone à simple paroi, les nanotubes de carbone à multiples parois, ou les combinaisons de ceux-ci, ou les matériaux revêtus correspondants (par exemple, noir de carbone traité au silicium) ou les matériaux traités chimiquement de ceux-ci (par exemple, noir de carbone traité chimiquement). Les autres charges appropriées incluent les nanostructures de carbone (CNS, CNS singulier), une pluralité de nanotubes de carbone (CNT) qui sont réticulés dans une structure polymère en étant ramifiés, par exemple, d’une façon dendrimérique, interdigitée, enchevêtrée et/ou partageant des parois communes les uns avec les autres. Des charges de CNS sont décrites dans le brevet U.S. n° 9 447 259, et la Dema. PCT n° PCT/US2021/027814. Des mélanges homogènes de charges peuvent également être utilisés, par exemple, des mélanges homogènes de silice et de noir de carbone, de silice et de noir de carbone traité au silicium, et de noir de carbone et de noir de carbone traité au silicium. La charge peut être traitée chimiquement (par exemple noir de carbone traité chimiquement, silice traitée chimiquement, noir de carbone traité au silicium) et/ou modifiée chimiquement. La charge peut être ou inclure du noir de carbone ayant un (des) groupe(s) organique(s) attaché(s). La charge peut avoir un ou plusieurs revêtements présents sur la charge (par exemple matériaux revêtus de silicium, matériau revêtu de silice, matériau revêtu de carbone). La charge peut être oxydée et/ou avoir d’autres traitements de surface. Il n’existe pas de limitation par rapport au type de charge (par exemple, silice, noir de carbone, ou autre charge) qui peut être utilisé.