INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
- la est un schéma illustrant différentes étapes mises en œuvre au cours d’un procédé conforme à l’invention d’estimation de la traversabilité d’un terrain par un système mobile ;
- la est une image acquise par une caméra ;
- la est une carte de profondeur de l’image de la ;
- la est une carte de hauteur déterminée à partir de la carte de profondeur de la et de l’image de la ;
Exemple d’effet 1 Afin de vérifier les performances de traitement et d'utilisation du matériau composite de phosphate de fer lithié facile à traiter dans la présente demande, les opérations suivantes présentent été effectuées séparément pour chaque exemple et exemple comparatif : (1) procédé de laboratoire, une suspension de feuille d'électrode positive a été préparée par broyage manuel et revêtue pour préparer une feuille d'électrode positive ; et (2) procédé d'usine, une suspension de feuille d'électrode positive a été préparée par broyage et agitation à 200 tr/min avec un mélangeur de broyage et revêtue pour préparer une feuille d'électrode positive. Dans cet exemple, les matières premières de la suspension comprennent un matériau composite de phosphate de fer lithié, du noir d'acétylène et du fluorure de polyvinylidène, un rapport massique des trois étant de 80:12:8, et un dispersant étant NMP.
Après la préparation de la feuille d'électrode positive, du lithium métallique a été utilisé comme feuille d'électrode négative et un film de polyéthylène poreux commercial a été utilisé comme séparateur pour l'assemblage de la demi-pile bouton lithium-ion, et après que la batterie obtenue ait été laissée au repos pendant 12 heures, 50 cycles de charge et de décharge ont été effectués à 2,5-4,1 V et 0,1 C et sous la température ambiante, et les résultats sont présentés dans le tableau 1.
Produit Procédé de laboratoire Procédé d'usine Capacité spécifique de décharge initiale (mAh/g) Taux de rétention de capacité après 50 cycles (%) Capacité spécifique de décharge initiale (mAh/g) Taux de rétention de capacité après 50 cycles (%) Exemple 1 151 98,2 142,2 96,1 Exemple 2 147,5 98,6 139 97,4 Exemple 3 153 96,3 131,6 95,5 Exemple 4 142,5 97,5 135,7 96,3 Exemple 5 143,1 96,2 133 95 Exemple comparatif 1 132,5 92,5 115 82,7 Exemple comparatif 2 142 97,5 106,9 75,6 Exemple comparatif 3 146 96,4 128,2 86,9 Exemple comparatif 4 156 97,5 135,9 91,4 Exemple comparatif 5 134,5 95 108,5 69,7
Enfin, il convient de préciser que les modes de réalisation ci-dessus ne sont utilisés que pour illustrer les solutions techniques de la présente demande, mais pas pour limiter la portée de protection de la présente demande, et bien que la présente demande soit décrite en détail en référence à un mode de réalisation préféré, les hommes du métier doivent comprendre que les solutions techniques de la présente demande peuvent être modifiées ou remplacées de manière équivalente, sans sortir du concept et de la portée des solutions techniques de la présente demande.
NANOMATÉRIAU DE CATHODE MONOCRISTALLIN À BASE DE MANGANÈSE RICHE EN LITHIUM, AINSI QUE SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET SON UTILISATION La présente divulgation appartient au domaine technique des matériaux de cathode pour batteries au lithium-ion et concerne, en particulier, un nanomatériau de cathode monocristallin à base de manganèse et riche en lithium, ainsi que son procédé de préparation et son utilisation.
Depuis le succès de la production commerciale des batteries au lithium-ion à la fin du siècle dernier, les batteries au lithium-ion sont de plus en plus largement utilisées en raison de leurs avantages, tels qu’une capacité spécifique élevée, des performances de cyclage remarquables et l’absence d’effet mémoire. Ces dernières années, avec le développement vigoureux des véhicules à énergies nouvelles, la demande en batteries au lithium-ion n’a cessé d’augmenter et des exigences de plus en plus élevées ont été mises en avant pour les performances des batteries au lithium-ion.
À l’heure actuelle, il existe deux types de batteries d’alimentation électrique grand public pour véhicules à énergies nouvelles : les batteries au lithium-ion à base de phosphate de lithium-fer présentant une densité d’énergie d’environ 150 Wh/kg à 180 Wh/kg, qui présentent une faible densité d’énergie, mais des performances de sécurité remarquables et un faible coût ; et les batteries au lithium-ion ternaires à densité d’énergie d’environ 200 Wh/kg à 250 Wh/kg, qui présentent une capacité et des performances de cyclage excellentes, mais dont le coût est élevé. Même équipés de batteries au lithium-ion ternaires à haute densité d’énergie, les véhicules grand public purement électriques du marché n’ont généralement qu’une autonomie d’environ 400 km à 600 km. En outre, il y a d’autres inconvénients comme des infrastructures de recharge imparfaites et une faible vitesse de charge. Ainsi, il y a toujours des craintes en ce qui concerne l’autonomie des véhicules purement électriques. Afin d’améliorer la densité d’énergie d’une batterie et d’augmenter l’autonomie des véhicules purement électriques, il est nécessaire de développer un nouveau matériau de batterie et un nouveau système structurel.
Les matériaux de cathode à base de manganèse riches en lithium présentent une capacité spécifique élevée de 250 mAh/g, de faibles teneurs en métaux rares coûteux, et un coût relativement faible. Par conséquent, les matériaux de cathode à base de manganèse riches en lithium sont considérés comme l’un des matériaux de cathode de nouvelle génération les plus prometteurs pour les batteries au lithium-ion. Cependant, en raison de la forte atténuation de la tension et de la réaction irréversible d’oxydo-réduction des anions au cours d’un processus de cyclage, les matériaux de cathode à base de manganèse riches en lithium présentent des performances de cyclage médiocre.
La présente divulgation vise à résoudre au moins un des problèmes techniques existant dans l’art antérieur décrits ci-dessus. Compte tenu de cela, la présente divulgation fournit un nanomatériau de cathode monocristallin à base de manganèse riche en lithium, ainsi que son procédé de préparation et son utilisation. Le nanomatériau de cathode monocristallin à base de manganèse riche en lithium présente d’excellentes performances de cyclage.
L’objectif technique ci-dessus de la présente divulgation est atteint par les solutions techniques suivantes.
Un nanomatériau de cathode monocristallin à base de manganèse riche en lithium de formule chimique Li (1+x) Mn y Sn z M k O 2 , où 0 < x ≤ 0,5, 0,5 ≤ y < 1, 0 < z < 0,5, 0 < k < 0,2, et M est au moins un élément sélectionné dans le groupe consistant en Ti, Co, W, Ni et Nb.
De préférence, dans la formule chimique, 0,1 ≤ x ≤ 0,3, 0,55 ≤ y ≤ 0,7, et 0,1 ≤ z ≤ 0,3.
De préférence, la formule chimique est au moins une formule sélectionnée dans le groupe consistant en Li 1,15 Mn 0,58 Sn 0,15 Co 0,07 O 2 , Li 1,21 Mn 0,55 Sn 0,20 Ti 0,02 O 2 , Li 1,18 Mn 0,60 Sn 0,12 Nb 0,05 O 2 , et Li 1,20 Mn 0,58 Sn 0,15 Ni 0,06 O 2 .
De préférence, le nanomatériau de cathode monocristallin à base de manganèse riche en lithium présente une taille de particule de 100 nm à 1000 nm.
Un procédé de préparation du nanomatériau de cathode monocristallin à base de manganèse riche en lithium décrit ci-dessus est fourni, comprenant les étapes suivantes :
Lorsque la borne interactive vocale 9 comporte plusieurs microphones 11 situés à des hauteurs différentes et au moins un capteur de présence 16 adapté pour déterminer la hauteur de l’utilisateur, l’unité centrale 18 peut être adaptée pour activer le microphone 11 dont la hauteur correspond le mieux à la hauteur de l’utilisateur.
Par exemple, comme illustré sur les figures 7 et 8, l’unité centrale 18 peut être adaptée pour détecter grâce aux capteurs de présence 16 si le visage de l’utilisateur U se trouve à faible hauteur ( – détection de présence par le capteur de présence 16 inférieur seulement) ou à plus grande hauteur ( - détection de présence par les deux capteurs de présence 16), et active en conséquence le microphone 11 inférieur ( ) ou le microphone supérieur ( ).
De plus, lorsque le capteur de présence 16 est adapté pour déterminer une distance entre la borne interactive vocale 9 et l’utilisateur U, l’unité centrale 18 peut être adaptée pour : - faire émettre un message vocal par le haut-parleur 12 pour demander à l’utilisateur U de se déplacer, si ladite distance n’est pas dans une plage prédéterminée (par exemple 0 – 60 cm), - et / ou faire afficher un message par l’écran 13 pour demander à l’utilisateur U de se déplacer, si ladite distance n’est pas dans une plage prédéterminée (par exemple 0 – 60 cm).
Dans les exemples décrits précédemment, le haut-parleur 12 présente une direction principale d’émission sensiblement horizontale et il est à une hauteur comprise entre 1 m et 2 m au-dessus du sol.
En variante, comme représenté sur les figures 9 et 10, la direction principale d’émission du haut-parleur 12 (schématisée par le cône d’émission 12a) peut être orientée vers le bas, soit en biais ( ), soit verticalement ( ), ce qui permet d’améliorer la confidentialité par rapport aux autres utilisateurs présents dans l’abri 1. Dans ce cas, le haut-parleur peut être avantageusement à une hauteur supérieure à 2 m. Le haut-parleur peut alors être disposé soit dans une partie frontale surélevée de la borne interactive vocale 9, soit dans une partie 4a de la structure de l’abri, cette partie 4a pouvant être par exemple fixée au poteau 4.
EMBRAYAGE MÉCANIQUE POUR OUTILS DE FOND DE PUITS CONTEXTE Pour l'exploration et la production de pétrole et de gaz, un réseau de puits, d'installations et d'autres conduits peut être établi en reliant ensemble des sections de tuyaux métalliques. Par exemple, une installation de puits peut être achevée, en partie, en descendant plusieurs sections de tuyaux métalliques (c'est-à-dire une colonne de cuvelage) dans un puits de forage, et en cimentant la colonne de cuvelage sur place. Dans certaines installations de puits, plusieurs colonnes de cuvelage sont utilisées (p. ex. un agencement concentrique de plusieurs colonnes) pour permettre différentes opérations liées à la complétion du puits, à la production ou aux options de récupération assistée des hydrocarbures (RAH).
Au cours des opérations de production, différents outils peuvent être disposés au fond de puits sur le tubage de production afin de contrôler l'écoulement des fluides souhaités depuis une formation. Dans des exemples, les outils de fond de puits peuvent posséder des vannes qui sont actionnées à l'aide de pistons. Actuellement, ces pistons peuvent être actionnés hydrauliquement à l'aide de conduites hydrauliques qui peuvent s'étendre de la surface jusqu'à l'outil de fond de puits disposé dans une formation. Il y a des exemples d'installations de puits ayant des conduites de contrôle hydraulique de l'ordre de 20 miles. En raison de la nature extrême rencontrée au fond de puits, les conduites hydrauliques peuvent être sujettes à des défaillances et peuvent ne pas fonctionner correctement. En outre, chaque conduite peut occuper un espace précieux dans le puits de forage, ce qui peut limiter le nombre d'outils qu'un opérateur peut disposer au fond de puits.
Plus récemment, des actionneurs électriques ont été étudiés et commercialisés, en partie pour réduire la dépendance aux conduites hydrauliques et les complexités associées. Dans un exemple, un tel dispositif possède un embrayage qui nécessite une bobine électromagnétique, nécessitant ainsi l'électricité pour fonctionner. Un ressort est inclus pour solliciter l'embrayage vers un état ouvert. Pour que l'embrayage s'engage et transmette le couple, la bobine électrique doit être suffisante pour vaincre la force du ressort et la friction ainsi que pour fournir une force de serrage suffisante pour maintenir les moitiés d'embrayage engagées. Pour des raisons d'encombrement, un tel embrayage est limité dans la quantité de force de « traction » et de « serrage » qui peut être générée par la bobine électromagnétique. Ces contraintes peuvent limiter l'efficacité de l'embrayage.
est une vue en perspective d'un embrayage selon un exemple de configuration.
est une vue éclatée de l'embrayage de la pour illustrer davantage certains des divers composants de l'embrayage.
est une vue en coupe de l'extension d'armature juxtaposée au guide anti-rotation selon l'exemple de configuration de la .
est une vue en perspective de l'armature supérieure selon l'exemple de configuration de la .
est une vue en perspective de l'armature inférieure selon l'exemple de configuration de la .
est une représentation schématique du chemin de guidage de la , dans lequel la partie s'étendant axialement est une partie hélicoïdale.
est une représentation schématique d`un chemin de guidage alternatif dans lequel la partie s'étendant axialement est une section droite alignée avec un axe de rotation.
Le noir de carbone utilisé dans l’un quelconque des procédés décrits ici peut être tout grade de noirs de carbone de renforcement ou de noirs de carbone de semi-renforcement. Des exemples de grades de renforcement de grade ASTM sont les noirs de carbone N110, N121, N134, N220, N231, N234, N299, N326, N330, N339, N347, N351, N358 et N375. Des exemples de grades de semi-renforcement de grade ASTM sont les noirs de carbone N539, N550, N650, N660, N683, N762, N765, N774, N787, N990 et/ou des noirs thermiques de grade N990.
Le noir de carbone peut avoir toute surface spécifique d'épaisseur statistique (STSA) telle que dans la plage de 20 m 2 /g à 250 m 2 /g ou plus, par exemple, au moins 60 m 2 /g, comme de 60 m 2 /g à 150 m 2 /g, de 70 m 2 /g à 250 m 2 /g, de 80 m 2 /g à 200 m 2 /g, de 90 m 2 /g à 200 m 2 /g, de 100 m 2 /g à 180 m 2 /g, de 110 m 2 /g à 150 m 2 /g, de 120 m 2 /g à 150 m 2 /g, ou de 30 m 2 /g à 200 m 2 /g et analogues. La STSA (surface statistique d'épaisseur) est déterminée sur la base de la procédure de test ASTM D-5816 (mesurée par adsorption d'azote).
Le noir de carbone peut avoir un indice d'absorption d'huile comprimée (COAN) dans la plage d'environ 30 ml/100 g à environ 150 ml/100 g, par exemple d'environ 30 ml/100 g à environ 125 ml/100 g, d'environ 30 ml/100 g à environ 115 ml/100 g, d'environ 50 ml/100 g à environ 150 ml/100 g, d'environ 50 ml/100 g à environ 125 ml/100 g, d'environ 50 ml/100 g à environ 115 ml/100 g, d'environ 60 ml/100 g à environ 120 ml/100 g, d'environ 70 ml/100 g à environ 150 ml/100 g, d'environ 70 ml/100 g à environ 125 ml/100 g, d'environ 70 ml/100 g à environ 115 ml/100 g, d'environ 80 ml/100 g à environ 150 ml/100 g, d'environ 80 ml/100 g à environ 125 ml/100 g, d'environ 80 ml/100 g à environ 115 ml/100 g ou d'environ 80 ml/100 g à environ 100 ml/100 g. Le nombre d'absorption d'huile comprimée (COAN) est déterminé selon ASTM D3493. En option, le noir de carbone peut avoir un STSA allant de 60 m 2 /g à 150 m 2 /g avec un COAN de 70 ml/100g à 115 ml/100g.
Comme établi, le noir de carbone peut être un noir de caoutchouc, et notamment un grade de renforcement de noir de carbone ou un grade de semi-renforcement de noir de carbone. Des noirs de carbone vendus sous les marques Regal®, Black Pearls®, Spheron®, Sterling®, Propel®, Endure® et Vulcan® disponibles auprès de Cabot Corporation, les marques Raven®, Statex®, Furnex® et Neotex® et les lignes CD et HV disponibles auprès de Birla Carbon (anciennement disponible auprès de Columbian Chemicals), et les marques déposées Corax®, Durax®, Ecorax® et Purex® et la ligne CK disponible auprès d'Orion Engineered Carbons (anciennement Evonik et Degussa Industries), et d'autres charges adaptées pour une utilisation dans des applications de caoutchouc ou de pneumatiques, peuvent également être exploitées pour une utilisation avec diverses implémentations. Les noirs de carbone fonctionnalisés chimiquement adaptés comportent ceux décrits dans les documents WO 96/18 688 et US 2013/0 165 560, dont les descriptions sont incorporées ici à titre de référence. Des mélanges de l'un quelconque de ces noirs de carbone peuvent être employés. Des noirs de carbone ayant des surfaces et des structures au-delà des grades ASTM et des valeurs typiques choisies pour un mélange avec du caoutchouc, telles que celles décrites dans la demande de brevet US publiée US 2018/0 282 523, dont la description est incorporée ici à titre de référence, peuvent être utilisés dans la charge humide et dans le composite fabriqué par l'un quelconque des procédés décrits ici.
Le noir de carbone peut être un noir de carbone oxydé, tel qu'un noir de carbone qui a été traité en surface à l'aide d'un agent oxydant. Des agents oxydants comportent, mais sans s'y limiter, de l'air, de l'oxygène gazeux, de l'ozone, du NO 2 (y compris des mélanges de NO 2 et d'air), des peroxydes tels que le peroxyde d'hydrogène, des persulfates, y compris le persulfate de sodium, de potassium ou d'ammonium, des hypohalites tels qu'un hypochlorite de sodium, des halites, des halates ou les perhalates (tels que le chlorite de sodium, le chlorate de sodium ou le perchlorate de sodium), des acides oxydants tels que l'acide nitrique et les oxydants contenant un métal de transition, tels que des sels de permanganate, le tétroxyde d'osmium, des oxydes de chrome ou le nitrate d'ammonium cérique. Des mélanges d'oxydants peuvent être utilisés, en particulier des mélanges d'oxydants gazeux tels que l'oxygène et l'ozone. De plus, des noirs de carbone préparés en utilisant d'autres procédés de modification de surface pour introduire des groupes ioniques ou ionisables sur une surface de pigment, tels que la chloration et la sulfonation, peuvent également être utilisés. Des processus qui peuvent être utilisés pour générer des noirs de carbone oxydés sont connus dans la technique et plusieurs types de noir de carbone oxydé sont disponibles commercialement.
Le noir de carbone peut être un noir de four, un noir de gaz, un noir thermique, un noir d'acétylène ou un noir de lampe, un noir de plasma, un noir de carbone récupéré (par exemple, tel que défini dans ASTM D8178-19), ou un produit de carbone contenant des espèces contenant du silicium, et/ou des espèces contenant du métal, et analogues. Le noir de carbone peut être un agrégat multiphase comprenant au moins une phase de carbone et au moins une phase d'espèce contenant un métal ou une phase d'espèce contenant du silicium, c'est-à-dire du noir de carbone traité au silicium. Dans du noir de carbone traité au silicium, une espèce contenant du silicium, telle qu'un oxyde ou un carbure de silicium, est distribuée à travers au moins une partie de l'agrégat de noir de carbone en tant que partie intrinsèque du noir de carbone. Des noirs de carbone traités au silicium ne sont pas des agrégats de noir de carbone qui ont été revêtus ou modifiés d’une autre manière, mais représentent en fait des particules d'agrégat à deux phases. Une phase est le carbone, qui sera toujours présent sous forme de cristallite graphitique et/ou de carbone amorphe, tandis que la seconde phase est de la silice, et facultativement d'autres espèces contenant du silicium). Ainsi, la phase d'espèce contenant du silicium du noir de carbone traité au silicium est une partie intrinsèque de l'agrégat, distribuée dans l’ensemble d’au moins une partie de l'agrégat. Des noirs de carbone traités au silicium EcoblackTM sont disponibles auprès de Cabot Corporation. La fabrication et les propriétés de ces noirs de carbone traités au silicium sont décrites dans le brevet US 6 028 137, dont la description est incorporée ici à titre de référence.
Le noir de carbone traité au silicium peut inclure des régions contenant du silicium principalement au niveau de la surface de l'agrégat du noir de carbone, mais faire toujours partie du noir de carbone et/ou le noir de carbone traité au silicium peut inclure des régions contenant du silicium distribué dans tout l'agrégat de noir de carbone. Le noir de carbone traité au silicium peut être oxydé. Le noir de carbone traité au silicium peut contenir d'environ 0,1 % à environ 50 % de silicium en poids, par exemple d'environ 0,1 % à environ 46,6 %, d'environ 0,1 % à environ 46 %, d'environ 0,1 % à environ 45 %, de environ 0,1 % à environ 40 %, d'environ 0,1 % à environ 35 %, d'environ 0,1 % à environ 30 %, d'environ 0,1 % à environ 25 %, d'environ 0,1 % à environ 20 %, d'environ 0,1 % à environ 15 %, d'environ 0,1 % à environ 10 %, d'environ 0,1 % à environ 5 %, ou d'environ 0,1 % à environ 2 % en poids, sur la base du poids du noir de carbone traité au silicium. Ces quantités peuvent être d'environ 0,5 % en poids à environ 25 % en poids, d'environ 1 % en poids à environ 15 % en poids de silicium, d'environ 2 % en poids à environ 10 % en poids, d'environ 3 % en poids à environ 8 % en poids, d'environ 4 % en poids à environ 5 % en poids ou à environ 6 % en poids, toutes sur la base du poids du noir de carbone traité au silicium.
L'homme du métier reconnaîtra que, séparément de la teneur en silicium du noir de carbone traité au silicium, la surface de la particule peut également avoir des quantités variables de silice et de noir de carbone. Par exemple, la surface spécifique du noir de carbone traité au silicium peut comprendre d'environ 5 % à environ 95 % de silice, par exemple, d'environ 10 % à environ 90 %, d'environ 15 % à environ 80 %, d'environ 20 % à environ 70 %, d'environ 25 % à environ 60 %, d'environ 30 % à environ 50 %, ou d'environ 35 % à environ 40 %, par exemple jusqu'à environ 20 % ou jusqu'à environ 30 % de silice. La quantité de silice au niveau de la surface peut être déterminée par la différence entre les aires de surface des particules telles que mesurées par l'indice d'iode (ASTM D-1510) et l'adsorption d'azote (c'est-à-dire, BET, ASTM D6556).
Comme autre option, la charge, par exemple le noir de carbone, peut être traitée chimiquement. Par exemple, le noir de carbone peut avoir au moins un groupe organique attaché. La fixation peut survenir via une réaction de diazonium où le au moins un groupe organique a un substituant de sel de diazonium comme détaillé, par exemple, dans les brevets US No. 5 554 739 ; 5 630 868 ; 5 672 198 ; 5 707 432 ; 5 851 280 ; 5 885 335 ; 5 895 522 ; 5 900 029 ; 5 922 118, dont les descriptions sont incorporées ici à titre de référence.