INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Présentation de l'invention Dans ce contexte, la présente invention propose d’améliorer la détermination de l’authenticité de contenu audio ou vidéo.
Rétention de capacité au 50e cycle de demi-pile bouton à 4,65 V et 0,5 C/0,5 C Exemple 1 82 % Exemple 2 91 % Exemple 3 92 % Exemple 4 89 % Exemple 5 87 % Exemple 6 85 % Exemple 7 91 % Exemple 8 85 % Exemple 9 84 % Exemple 10 82 % Exemple 11 81 % Exemple 12 90 % Exemple Comparatif 1 68 % Exemple Comparatif 2 73 % Exemple Comparatif 3 71 %
Il peut être observé d’après le tableau ci-dessus que, comparativement à une demi-pile bouton fabriquée à partir d’un matériau de cathode en LCO classiquement revêtu à l’Exemple Comparatif 3, une demi-pile bouton fabriquée à partir d’un matériau de cathode en LCO revêtu avec le copolymère organique possède une rétention de capacité significativement améliorée après 50 cycles à 4,65 V. Il peut être observé d’après la comparaison des Exemples 1 à 4 que, lorsque le copolymère organique de formule structurale II est revêtu selon une proportion en poids de 1 % à 2 %, la rétention de capacité optimale est atteinte. La est une image morphologique du matériau de cathode en LCO préparé à l’Exemple 3. Il peut être observé d’après la qu’après avoir été revêtue avec 2 % du copolymère (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 20 •(C 2 F 4 ) 20 , la particule de LCO possède encore une morphologie proéminente et possède également une surface lisse et uniforme, indiquant que la couche de revêtement possède une excellente uniformité et est efficacement fusionnée avec une surface du LCO.
Il peut être observé d’après la comparaison des Exemples 5 et 6 avec l’Exemple 3 que le copolymère organique de formule structurale I présente un effet inférieur au copolymère organique de formule structurale II. Il peut être observé d’après les structures des deux copolymères que, dans la formule structurale I, se trouve une structure de chaîne linéaire régulière et simple sans chaînes latérales ; et dans la formule structurale II, se trouvent de nombreuses chaînes latérales longues, et le groupe sulfonyle est situé à une extrémité d’une chaîne latérale. La chaîne latérale longue dans la formule structurale II augmente la flexibilité du copolymère, et il est plus susceptible de transférer des ions lithium entre groupes sulfonyle. De plus, une extrémité de chaîne latérale ayant une forte flexibilité forme facilement une liaison hydrogène avec une molécule d’électrolyte, qui aide un électrolyte à infiltrer un matériau de cathode et améliore la conductivité ionique. Cependant, même si une particule de LCO est revêtue avec le copolymère organique de formule structurale I, la performance d’un matériau de cathode en LCO résultant est tout de même significativement améliorée comparativement à la performance d’un matériau de cathode en LCO résultant d’un revêtement classique.
Il peut être observé d’après la comparaison des Exemples 7 à 9 avec l’Exemple 3 qu’un poids moléculaire de formule structurale II possède un impact significatif sur un effet d’optimisation de rétention de capacité. Il peut être observé par comparaison que, dans la formule structurale II, 20 ≤ n ≤ 25 et 20 ≤ m ≤ 25 sont préférés. Lorsqu’il est inférieur à 20, un poids moléculaire est trop bas, une résistance du copolymère est faible, et un effet d’inhibition de déformation sur la surface du LCO est légèrement médiocre, ce qui résulte en une rétention de capacité de cyclage légèrement médiocre. Lorsqu’il est supérieur à 25, un poids moléculaire est trop élevé, une couche de revêtement de surface possède une grande épaisseur et une uniformité médiocre, qui n’est pas favorable au transport cinétique d’ions lithium, et augmentera ainsi la résistance de surface initiale, augmentera la polarisation et diminuera la rétention de capacité de cyclage. De même, il peut être observé d’après la comparaison des Exemples 10 et 11 avec l’Exemple 5 que, dans la formule structurale I, 4 ≤ n ≤ 7 est préféré pour une unité monomère dans une chaîne linéaire.
Comparaison des Exemples Comparatifs 1 et 2 avec l’Exemple 3 : Un copolymère organique avec du fluor seul est proposé dans l’Exemple Comparatif 1, et un copolymère organique avec du sulfonyle seul est proposé dans l’Exemple Comparatif 2. Il peut être connu que le copolymère organique avec du fluor seul ou le copolymère organique avec du sulfonyle seul ne peut pas atteindre l’effet de l’Exemple 3. Raisons : L’atome de fluor mène à un dopage de mailles sur la surface, et F-Me possède une énergie de liaison chimique plus élevée que Me-O, ce qui est favorable au renforcement de la stabilité de la structure du LCO. De plus, le dopage par F peut atténuer la corrosion par HF dans un électrolyte sur le matériau de cathode. Le groupe sulfonyle peut conduire efficacement des ions lithium pour amener les ions lithium en contact intime avec un électrolyte, ce qui améliore la conductivité électrique et la performance nominale et réduit la polarisation. C’est uniquement lorsque les groupes fluor et sulfonyle se complètent que le double objectif d’améliorer la stabilité structurale et la conductivité des ions de lithium peut être atteint, et la stabilité structurale et la conductivité des ions de lithium sont les deux facteurs clés restreignant la rétention de capacité.
Enfin, il convient de noter que les exemples ci-dessus sont proposés simplement pour décrire les solutions techniques de la présente divulgation, plutôt que pour limiter la portée de protection de la présente divulgation. Bien que la présente divulgation soit décrite en détail en référence à des exemples préférés, un homme du métier doit comprendre que des modifications ou des remplacements équivalents peuvent être apportés aux solutions techniques de la présente divulgation sans s’écarter de l’esprit et de la portée des solutions techniques de la présente divulgation.
PROCÉDÉ DE PRÉPARATION D’UN MATÉRIAU EN CARBONE DUR À HAUTE PERFORMANCE ET SON UTILISATION DOMAINE La présente demande se rapporte au domaine technique des matériaux d’anode pour des batteries au sodium-ion, en particulier à un procédé de préparation d’un matériau en carbone dur à haute performance et à l’utilisation de celui-ci.
ARRIÈRE-PLAN Les batteries au lithium-ion (LiB) sont largement utilisées comme batteries rechargeables pour les appareils électroniques portables et les véhicules électriques. Cependant, la rareté croissante et le prix élevé des ressources de lithium, ainsi que la nature dangereuse des batteries fabriquées à partir du lithium, ont inhibé l’utilisation des LiB dans les systèmes de stockage d’énergie à grande échelle. Le sodium et le lithium appartiennent au même groupe principal, ont des propriétés chimiques similaires, et ont des réserves importantes dans la nature et des prix bas. Pour ces raisons, le sodium est actuellement l’élément le plus souhaitable pour remplacer le lithium dans les batteries rechargeables pour les systèmes de stockage d’énergie, et des matériaux d’électrode avancés sont essentiels au développement des batteries au sodium-ion.
De nombreux matériaux d’électrode positive de SiB ont été largement étudiés ces dernières années, y compris les oxydes en couches, les oxydes à effet tunnel, les sels de sodium polyanioniques et les analogues du bleu de Prusse. Cependant, les matériaux d’électrode négative pour les batteries au sodium-ion sont très limités en raison du grand rayon ionique du sodium. En raison du grand rayon ionique du sodium, les électrolytes à base de carbonates dans les électrodes négatives à base de sodium ne peuvent pas être utilisés dans le graphite (espacement des couches d de 0,335 nm), qui est largement utilisé dans les LiB. D’autres matériaux d’électrode négative ont été largement étudiés, y compris le carbone dur (HC) non graphité, des alliages, des oxydes et des composés organiques. La plupart d’entre eux subissent une énorme expansion de volume lors de l’insertion des ions sodium, entraînant une décroissance irréversible de capacité. Actuellement, les matériaux HC avec des couches de type graphite orientées de manière aléatoire sont parmi les matériaux d’électrode négative de SiB les plus prometteurs en raison de leur capacité réversible élevée proche de 350 mAhg -1 , de leur potentiel moyen approprié ~0,15 V par rapport à Na/Na + et de leur excellente stabilité de cyclage.
Cependant, les matériaux d’électrode négative en carbone dur rapportés dans l’art antérieur souffrent encore d’un faible rendement initial, d’une faible capacité, d’une mauvaise performance multiplicatrice et d’une mauvaise stabilité de cyclage, qui restreignent sérieusement le développement et l’application commerciale des batteries au sodium-ion.
RÉSUMÉ L’objectif de la présente demande est de résoudre au moins l’un des problèmes techniques de l’art antérieur décrits ci-dessus. À cette fin, la présente demande propose un procédé de préparation d’un matériau en carbone dur à haute performance et une application du matériau en carbone dur à haute performance.
Selon un aspect de la présente demande, un procédé de préparation d’un matériau en carbone dur est proposé, comprenant les étapes suivantes :
S1 : le mélange d’amidon, de phosphate et d’eau pour l’imprégnation, et le séchage du matériau imprégné pour obtenir de l’amidon post-imprégné ; où le phosphate est au moins l’un parmi le dihydrogénophosphate d’ammonium ou l’hydrogénophosphate de diammonium ;
S2 : la soumission de l’amidon post-imprégné à un traitement thermique sous atmosphère inerte pour obtenir des microsphères de carbone à base d’amidon ; et
S3 : l’introduction d’un gaz mixte de dioxyde de carbone et d’un gaz inerte dans les microsphères de carbone à base d’amidon pour la réaction de carbonisation, afin d’obtenir le matériau en carbone dur.
Dans certains modes de réalisation de la présente demande, à l’étape S1, l’amidon est choisi entre un ou plusieurs parmi l’amidon de maïs, l’amidon de haricot mungo, l’amidon de pomme de terre, l’amidon de blé, l’amidon de tapioca, l’amidon de racine de lotus, l’amidon de riz ou l’amidon de patate douce.
Les polymères amphiphiles peuvent être basés sur au moins un monomère hydrophile A éthyléniquement insaturé et sur au moins un monomère hydrophobe B. Préférentiellement, le monomère A comprend une fonction acide fort, en particulier une fonction acide sulfonique ou acide phosphonique. Le monomère hydrophobe B comprend au moins un radical hydrophobe, choisi parmi : des radicaux alkyle linéaires en C 6 -C 18 saturés ou insaturés (par exemple, n-hexyle, n-octyle, n-décyle, n-hexadécyle, n-dodécyle ou oléyle) ; des radicaux alkyle ramifiés (par exemple, isostéarique) ou des radicaux alkyle cycliques (par exemple, cyclododécane ou adamantane) ; des radicaux fluoro ou alkylfluoro en C 6 -C 18 (par exemple, le groupe de formule —(CH 2 ) 2 —(CF 2 ) 9 —CF 3 ) ; un radical ou des radicaux cholestéryle dérivé(s) du cholestérol (par exemple, hexanoate de cholestéryle) ; des groupes polycycliques aromatiques, par exemple, naphthalène ou pyrène ; et des radicaux de silicone ou alkylsilicone ou alkylfluorosilicone. Parmi ces radicaux, les radicaux alkyle linéaires et ramifiés sont préférés.
Les polymères amphiphiles peuvent être réticulés. Les agents de réticulation peuvent être choisis par exemple parmi les composés polyoléfiniquement insaturés communément utilisés pour la réticulation des polymères obtenus par polymérisation par radicaux libres. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'agent de réticulation est choisi parmi méthylènebisacrylamide, méthacrylate d'allyle ou triacrylate de triméthylolpropane (TMPTA). Le degré de réticulation est préférentiellement compris entre 0,01 % en mol et 10 % en mol, et préférentiellement entre 0,2 % en mol et 2 % en mol, par rapport au polymère, y compris toutes les plages et sous-plages intermédiaires.
Les polymères amphiphiles peuvent être des homopolymères hydrosolubles ou hydrodispersables tels que, par exemple, des polymères optionnellement réticulés de sodium acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique tels que celui utilisé dans le produit du commerce SIMULGEL 800 (nom CTFA : Sodium Polyacryloyldimethyl Taurate), des polymères réticulés d'acide de sulfonate de propane 2-acrylamido-2-méthyle d'ammonium (nom INCI : AMMONIUM POLYACRYLDIMEHYLTAURAMIDE) tels que le produit commercialisé sous le nom de marque HOSTACERIN AMPS par Clariant.
Les polymères amphiphiles peuvent être choisis parmi les polymères amphiphiles réticulés ou non réticulés de l'acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS) et d'au moins un monomère éthyléniquement insaturé comprenant au moins une portion hydrophobe contenant de 6 à 30 atomes de carbone, préférentiellement de 6 à 22 atomes de carbone, préférentiellement de 6 à 18 atomes de carbone et préférentiellement de 12 à 18 atomes de carbone, incluant toutes les plages et sous-plages intermédiaires.
Des exemples convenables de polymères amphiphiles incluent, mais sans s'y limiter, des copolymères d'acide sulfonique à modification hydrophobe tels que le copolymère d'acryloyldiméthyltaurate d'ammonium/VP (Aristoflex AVC de Clariant), le polymère réticulé d'acryloyldiméthyltaurate d'ammonium/méthacrylate de béhéneth-25 (Aristoflex HMB de Clariant) (AMPS éthoxylé réticulé/méthacrylate de béhényle), le polymère réticulé d'acryloyldiméthyltaurate d'ammonium/méthacrylate de stéaréth-25 (Aristoflex HMS) (copolymère éthoxylé d'AMPS/méthacrylate de stéaryle réticulé avec du triacrylate de triméthylol), Aristoflex SNC (AMPS éthoxylé réticulé/C16-C18), Aristoflex LNC (AMPS non réticulé/C12-C14), et leurs mélanges.
Préférentiellement, le cas échéant, l'(les) agent(s) gélifiant(s) est(sont) présent(s) dans les compositions de la présente invention en des quantités allant d'environ 0,05 à environ 5 % en poids, préférentiellement de 0,1 à 2,5 % en poids, préférentiellement de 0,3 à 2 % et préférentiellement de 0,5 à 1 % en poids, tous les poids étant basés sur le poids de la composition dans son ensemble, y compris toutes les plages et sous-plages entre elles telles que, par exemple, 0,1 à 1,5 %, 0,25 à 1,25 %, 0,4 à 0,75 %, etc.
L’élément d’aiguillage 42 comprend une première rainure 421, une deuxième rainure 422, une troisième rainure 423 et une quatrième rainure 424. Comme illustré sur la , la première rainure 421 et la deuxième rainure 422 sont isolées l’une de l’autre et ne présentent pas d’intersection commune, de sorte que lorsque l’élément d’aiguillage 42 est dans sa première position, illustrée sur la , la première rainure 421 appartient intégralement au chemin de guidage principal 100 et la deuxième rainure 422 appartient intégralement au chemin de guidage secondaire 200. Ainsi, lorsque l’élément d’aiguillage 42 est dans sa première position, la première rainure 421 relie les deux branches 101 et 102 de chemin de guidage principal 100 et la deuxième rainure 422 relie les deux branches 201 et 202 de chemin de guidage secondaire 200.
Comme illustré sur la , la troisième rainure 423 et la quatrième rainure 424 de l’élément d’aiguillage 42 se croisent, de sorte que lorsque l’élément d’aiguillage 42 est dans sa deuxième position, la troisième rainure 423 relie la première branche 101 de chemin de guidage principal 100 à la deuxième branche 202 de chemin de guidage secondaire 200 et la quatrième rainure 424 relie la deuxième branche 102 de chemin de guidage principal 100 à la première branche 201 de chemin de guidage secondaire 200.
De préférence, les première et deuxième rainures 421 et 422 présentent une trajectoire courbe, tandis que les troisième et quatrième rainures 423 et 424 présentent une trajectoire rectiligne.
Dans l’exemple illustré sur les figures 6A et 6B, l’élément d’aiguillage 43 se présente sous la forme de deux solides plats 43a, 43b mobiles en translation selon une direction de translation perpendiculaire à la jonction entre la zone de réserve 20 et la zone de tressage 10, la premier solide 43a translatant dans un sens opposé au deuxième solide 43b. Chaque solide 43a, 43b de l’élément d’aiguillage 43 présente un bord arrondi opposé à un bord droit.
Lorsque l’élément d’aiguillage 43 est dans la première position, le bord droit du premier solide 43a est en contact avec le bord droit du deuxième solide 43b, de sorte que le bord arrondi du premier solide 43a définisse une partie du chemin de guidage principal 100 en reliant les deux branches 101 et 102 de chemin de guidage principal 100 et de sorte que le bord arrondi du deuxième solide 43b définisse une partie du chemin de guidage secondaire 200 en reliant les deux branches 201 et 202 de chemin de guidage secondaire 200. Lorsque l’élément d’aiguillage 43 est dans la deuxième position, le bord arrondi du premier solide 43a est en contact avec l’une des parois du chemin de guidage principal 100 et le bord arrondi du deuxième solide 43b est en contact avec l’une des parois du chemin de guidage secondaire 200, de sorte que l’écart généré entre le bord droit du premier solide 43a et le bord droit du deuxième solide 43b permette le passage d’un fuseau d’alimentation 3 de la première branche 101 de chemin de guidage principal 100 à la deuxième branche 202 de chemin de guidage secondaire 200, et de la deuxième branche 102 de chemin de guidage principal 100 à la première branche 201 de chemin de guidage secondaire 200.
Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, l’élément d’aiguillage est mobile par rotation, conformément aux exemples illustrés sur les figures 7 à 9.
Dans l’exemple illustré sur la , l’élément d’aiguillage 44 se présente sous la forme d’un solide plat circulaire mobile en rotation selon un axe de rotation perpendiculaire au plateau 1. L’élément d’aiguillage 44 comprend des rainures 441, 442, 443 et 444 de section sensiblement rectangulaire, ouvertes vers l’extérieur, et configurées pour permettre le passage d’un pied de fuseau d’alimentation 3.
L’élément d’aiguillage 44 comprend une première rainure 441, une deuxième rainure 442, une troisième rainure 443 et une quatrième rainure 444. Comme illustré sur la , la première rainure 441 et la deuxième rainure 442 ne présentent pas d’intersection commune, de sorte que lorsque l’élément d’aiguillage 44 est dans sa première position, la première rainure 441 appartient intégralement au chemin de guidage principal 100 et la deuxième rainure 442 appartient intégralement au chemin de guidage secondaire 200. Ainsi, lorsque l’élément d’aiguillage 44 est dans sa première position, la première rainure 441 relie les deux branches 101 et 102 de chemin de guidage principal 100 et la deuxième rainure 442 relie les deux branches 201 et 202 de chemin de guidage secondaire 200.
Comme illustré sur la , la troisième rainure 443 et la quatrième rainure 444 de l’élément d’aiguillage 44 se croisent, de sorte que lorsque l’élément d’aiguillage 44 est dans sa deuxième position, illustrée sur la , la troisième rainure 443 relie la première branche 101 de chemin de guidage principal 100 à la deuxième branche 202 de chemin de guidage secondaire 200 et la quatrième rainure 444 relie la deuxième branche 102 de chemin de guidage principal 100 à la première branche 201 de chemin de guidage secondaire 200.
De préférence, les première et deuxième rainures 441 et 442 présentent une trajectoire courbe, tandis que les troisième et quatrième rainures 443 et 444 présentent une trajectoire rectiligne.
Dans l’exemple illustré sur la , l’élément d’aiguillage 45 se présente sous la forme d’un solide plat de forme globalement triangulaire relié par une liaison pivot au plateau 1 et mobile en rotation selon un axe de rotation perpendiculaire au plateau 1. Lorsque l’élément d’aiguillage 45 est dans la première position, la pointe du solide plat est positionnée entre le chemin de guidage principal 100 et le chemin de guidage secondaire 200, de sorte qu’un premier bord du solide plat définisse une partie du chemin de guidage principal 100 en reliant les deux branches 101 et 102 de chemin de guidage principal 100 et qu’un deuxième bord du solide plat, opposé au premier bord dudit solide, définisse une partie du chemin de guidage secondaire 200 en reliant les deux branches 201 et 202 de chemin de guidage secondaire 200. Lorsque l’élément d’aiguillage 45 est dans la deuxième position, la pointe du solide plat est positionnée au contact de l’une des parois du chemin de guidage principal 100, ou au contact de l’une des parois du chemin de guidage secondaire 200 comme illustré sur la . Lorsque la pointe du solide plat est positionnée au contact de l’une des parois du chemin de guidage principal 100, l’écart dégagé entre ledit solide plat et le chemin de guidage secondaire 200 permet le passage d’un fuseau d’alimentation 3 entre la première branche 201 du chemin de guidage secondaire 200 et la deuxième branche 102 du chemin de guidage principal 100. Lorsque la pointe du solide plat est positionnée au contact de l’une des parois du chemin de guidage secondaire 200, comme illustré sur la , l’écart dégagé entre ledit solide plat et le chemin de guidage principal 100 permet le passage d’un fuseau d’alimentation 3 entre la deuxième branche 202 du chemin de guidage secondaire 200 et la première branche 101 du chemin de guidage principal 100.
Dans l’exemple illustré sur la , l’élément d’aiguillage 46 se présente sous la forme de quatre solides plats 46a, 46b, 46c, 46d de forme globalement triangulaire et mobiles en rotation selon un axe de rotation perpendiculaire au plateau 1. Le premier solide 46a est présent sur la deuxième branche 102 du chemin de guidage principal 100. Le deuxième solide 46b est présent sur la deuxième branche 202 du chemin de guidage secondaire 200. Le troisième solide 46c est présent sur la première branche 201 du chemin de guidage secondaire 200. Le quatrième solide 46d est présent sur la première branche 101 du chemin de guidage principal 100.
Ainsi, lorsque l’élément d’aiguillage 46 est dans la première position, le premier solide 46a et le quatrième solide 46d définissent chacun une paroi du chemin de guidage principal 100 en bloquant le passage vers le chemin de guidage secondaire 200. Lorsque l’élément d’aiguillage 46 est dans la deuxième position, selon un premier mode, le premier solide 46a pivote pour relier la deuxième branche 102 du chemin de guidage principal 100 à la première branche 201 du chemin de guidage secondaire 200, le deuxième solide 46b et le troisième solide 46c étant positionnés de sorte à autoriser cette liaison, comme illustré sur la . Selon un deuxième mode, le quatrième solide 46d pivote pour relier la première branche 101 du chemin de guidage principal 100 à la deuxième branche 202 du chemin de guidage secondaire 200, le deuxième solide 46b et le troisième solide 46c étant positionnés de sorte à autoriser cette liaison.
Dans chacun des exemples précédents, l’élément d’aiguillage peut être contrôlé manuellement, par exemple par le biais d’une manette, ou de manière automatique, par exemple par le biais d’une unité de commande configurée pour actionner ledit élément d’aiguillage.
Le ou les éléments d’aiguillage peuvent être reliés au système d’engrenages permettant le mouvement des fuseaux d’alimentation 3, par exemple au train d’engrenages entraînant la rotation des roues à encoches 11 ou 22. L’utilisation d’un élément d’aiguillage mobile en rotation est particulièrement intéressante dans ce cas, cette configuration permettant un mécanisme simplifié d’actionnement de l’élément d’aiguillage et une intégration aisée sous le plateau 1 de la machine de tressage.