INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Ce mode de réalisation a fourni une batterie, la différence entre le procédé de préparation de la batterie et le procédé de préparation du mode de réalisation 1 était que l’étape S11 comprenait spécifiquement : Sa : introduction d’eau claire dans une cuve de réaction, garantie que l’eau claire peut recouvrir une sonde de pH, chauffage de la cuve de réaction jusqu’à 60 °C, lancement d’une agitation et maintien de l’agitation à 460 tr/min, ajout d’ammoniac ayant une concentration de 1,8 g/l, régulation du pH à 11,5 et obtention d’une solution de base réactionnelle ; Sb : pour une proportion de 97:2:1, mélange de sulfate de nickel hexahydraté, de sulfate cobalteux heptahydraté et de sulfate de manganèse monohydraté pour obtenir une solution métallique ayant une concentration totale de 2 mol/l, ajout de 640 g de sulfate de zirconium pour chaque 880 l de solution métallique, pour un débit de 25 l/h de solution métallique, de 9 l/h de solution d’hydroxyde de sodium et de 1,5 l/h d’ammoniac, introduction de la solution métallique, de l’ammoniac ayant une concentration de 8 mol/l et d’une solution d’hydroxyde de sodium ayant une concentration de 10 mol/l dans la cuve de réaction par une pompe doseuse, maintien du pH de la solution de base réactionnelle originale à 12 après introduction de la solution, soumission à une réaction de nucléation pendant 3 à 7 h, avec croissance de la particule, et la particule polycristalline préparée débordant et pénétrant dans une cuve de vieillissement ; Sc : lente réduction du pH et de la vitesse d’agitation avec la croissance de la particule secondaire ; quand la D50 est ≤ 3,5, le pH étant de 11,7 et la vitesse d’agitation étant de 460 tr/min ; quand 3,5 0,9685 Co 0,02 Mn 0,01 M 0,0015 (OH) 2 .
Ce mode de réalisation a fourni une batterie, la différence entre le procédé de préparation de la batterie et le procédé de préparation du mode de réalisation 1 était que l’étape S11 comprenait spécifiquement : Sa : introduction d’eau claire dans une cuve de réaction, garantie que l’eau claire peut recouvrir une sonde de pH, chauffage de la cuve de réaction jusqu’à 60 °C, lancement d’une agitation et maintien de l’agitation à 550 tr/min, ajout d’ammoniac ayant une concentration de 4 g/l, régulation du pH à 13 et obtention d’une solution de base réactionnelle Sb : pour une proportion de 97:2:1, mélange de sulfate de nickel hexahydraté, de sulfate cobalteux heptahydraté et de sulfate de manganèse monohydraté pour obtenir une solution métallique ayant une concentration totale de 2 mol/l, ajout de 700 g de sulfate de zirconium dans chaque 900 l de solution métallique, pour un débit de 25 l/h de solution métallique, de 9 l/h de solution d’hydroxyde de sodium et de 1,5 l/h d’ammoniac, introduction de la solution métallique, de l’ammoniac ayant une concentration de 10 mol/l et d’une solution d’hydroxyde de sodium ayant une concentration de 12 mol/l dans la cuve de réaction par une pompe doseuse, maintien du pH de la solution de base réactionnelle initiale à 12 après introduction de la solution, soumission à une réaction de nucléation pendant 3 à 7 h, avec croissance de la particule, et la particule polycristalline préparée débordant et pénétrant dans une cuve de vieillissement ; Sc : lente réduction du pH et de la vitesse d’agitation avec la croissance de la particule secondaire ; quand la D50 est ≤ 3,5, le pH étant de 12,5 et la vitesse d’agitation étant de 550 tr/min ; quand 3,5 0,9685 Co 0,02 Mn 0,01 M 0,0015 (OH) 2 .
Ce mode de réalisation a fourni une batterie, la différence entre le procédé de préparation de la batterie et le procédé de préparation du mode de réalisation 1 était que l’étape S11 comprenait spécifiquement : Sa : introduction d’eau claire dans une cuve de réaction, garantie que l’eau claire peut recouvrir une sonde de pH, chauffage de la cuve de réaction jusqu’à 60 °C, lancement d’une agitation et maintien de l’agitation à 500 tr/min, ajout d’ammoniac ayant une concentration de 3 g/l, régulation du pH à 12,5 et obtention d’une solution de base réactionnelle ; Sb : pour une proportion de 97:2:1, mélange de sulfate de nickel hexahydraté, de sulfate cobalteux heptahydraté et de sulfate de manganèse monohydraté pour obtenir une solution métallique ayant une concentration totale de 2 mol/l, pour un débit de 25 l/h de solution métallique, de 9 l/h de solution d’hydroxyde de sodium et de 1,5 l/h d’ammoniac, introduction de la solution métallique, de l’ammoniac ayant une concentration de 8 mol/l et d’une solution d’hydroxyde de sodium ayant une concentration de 10 mol/l dans la cuve de réaction par une pompe doseuse, maintien du pH de la solution de base réactionnelle initiale à 12 après introduction de la solution, soumission à une réaction de nucléation pendant 3 à 7 h, avec croissance de la particule, et les particules polycristallines préparées débordant et pénétrant dans une cuve de vieillissement ; Sc : lente réduction du pH et de la vitesse d’agitation avec la croissance de la particule secondaire ; quand la D50 est ≤ 3,5, le pH étant de 11,6 et la vitesse d’agitation étant de 500 tr/min ; quand 3,5 0,9685 Co 0,02 Mn 0,01 M 0,0015 (OH) 2 .
Exemple comparatif 1 L’exemple comparatif 1 a fourni une batterie, la différence entre le procédé de préparation de la batterie et le procédé de préparation du mode de réalisation 1 était que l’étape S11 comprenait spécifiquement : Sa : introduction d’eau claire dans une cuve de réaction, garantie que l’eau claire peut recouvrir une sonde de pH, chauffage de la cuve de réaction jusqu’à 60 °C, lancement d’une agitation et maintien de l’agitation à 550 tr/min, ajout d’ammoniac ayant une concentration de 3 g/l, régulation du pH à 12,5 et obtention d’une solution de base réactionnelle ; Sb : pour une proportion de 97:2:1, mélange de sulfate de nickel hexahydraté, de sulfate cobalteux heptahydraté et de sulfate de manganèse monohydraté pour obtenir une solution métallique ayant une concentration totale de 2 mol/l ; pour un débit de 25 l/h de solution métallique, de 9 l/h de solution d’hydroxyde de sodium et de 1,5 l/h d’ammoniac, introduction de la solution métallique, de l’ammoniac ayant une concentration de 9 mol/l et d’une solution d’hydroxyde de sodium ayant une concentration de 12 mol/l dans la cuve de réaction par une pompe doseuse, ce après quoi le maintien inchangées des conditions de la solution de base réactionnelle initiale, soumission à une réaction de nucléation pendant 3 à 7 h ; détermination du point de nucléation pour lequel la granulométrie croît à 10,3 µm, maintien du pH à 0,2 au-dessus du point de nucléation si la granulométrie était supérieure à 10,5, et maintien du pH à 0,2 en dessous du point de nucléation si la granulométrie était inférieure à 10,5, en permettant à la particule polycristalline préparée de déborder et de pénétrer dans une cuve de vieillissement ; Sc : lente réduction du pH et de la vitesse d’agitation avec la croissance de la particule secondaire ; après avoir atteint la granulométrie cible D50 de 10,3 µm, répétition de l’opération, réalisation d’une centrifugation, séchage, mélange discontinu, tamisage et démagnétisation pour obtenir un précurseur ternaire à ultra haute teneur en nickel.
Exemple comparatif 2 L’exemple comparatif 2 a fourni une batterie, la différence entre le procédé de préparation de la batterie et le procédé de préparation du mode de réalisation 1 était que l’étape S11 comprenait spécifiquement : Sa : introduction d’eau claire dans une cuve de réaction, garantie que l’eau claire peut recouvrir une sonde de pH, chauffage de la cuve de réaction à 60 °C, lancement d’une agitation et maintien de l’agitation à 500 tr/min, ajout d’ammoniac ayant une concentration de 2,3 g/l, régulation du pH à 12 et obtention d’une solution de base réactionnelle ; Sb : pour une proportion de 97:2:1, mélange de sulfate de nickel hexahydraté, de sulfate cobalteux heptahydraté et de sulfate de manganèse monohydraté pour obtenir une solution métallique ayant une concentration totale de 2 mol/l, ajout de 150 g de sulfate de zirconium pour chaque 100 kg de solution d’hydroxyde de sodium destinée à être transformée en une liqueur alcaline, pour un débit de 25 l/h de solution métallique, de 9 l/h de liqueur alcaline et de 1,5 l/h d’ammoniac, introduction de la solution métallique, de l’ammoniac et de la liqueur alcaline dans la cuve de réaction par une pompe doseuse, ce après quoi maintien inchangées des conditions de la solution de base réactionnelle initiale, soumission à une réaction de nucléation pendant 3 à 7 h, la particule subissant une croissance, et la particule polycristalline préparée pouvant déborder et pénétrer dans une cuve de vieillissement ; Sc : en fonction de la croissance de la particule secondaire, maintien de la même concentration d’ammoniac et du même pH, après avoir atteint la granulométrie cible D50 de 10,3 µm, répétition de l’opération, réalisation d’une centrifugation, séchage, mélange discontinu, tamisage et démagnétisation pour obtenir un précurseur ternaire à ultra haute teneur en nickel.
Exemple expérimental 1 Les précurseurs ternaires à ultra haute teneur en nickel préparés dans l’étape S11 des modes de réalisation 1 à 5 et des exemples comparatifs 1-2 ont été soumis à des essais de performance, y compris un essai d’adsorption à l’azote (BET), un essai de masse volumique après tassement, un essai portant sur la teneur en soufre et la granulométrie. L’essai de masse volumique après tassement a été réalisé par un appareil à tassement, et l’essai de granulométrie a été réalisé pour tester les données de D50 par utilisation d’un analyseur de granulométrie. Les résultats des essais sont présentés dans le Tableau 1.
Résultats des essais de performance des précurseurs ternaires à ultra haute teneur en nickel Indice Mode de réalisation 1 Mode de réalisation 2 Mode de réalisation 3 Mode de réalisation 4 Mode de réalisation 5 Exemple comparatif 1 Exemple comparatif 2 BET (m 2 /g) 13,9 13,8 14,1 13,1 13,6 8,06 7,7 TD (g/cm 3 ) 2,11 2,09 2,17 2,06 2,08 2,05 2,01 S (ppm) 1 689 1 679 1 681 1 676 1 682 2 903 2 788 D50 (μm) 10,42 10,34 10,53 10,34 10,62 10,22 10,31 (TD = masse volumique après tassement)
Il ressort de la comparaison des modes de réalisation 1 à 5 et des exemples comparatifs 1-2 du Tableau 1 que le précurseur ternaire poreux et sphérique préparé par le procédé de préparation fourni dans les modes de réalisation de la présente invention présente des avantages d’une grande aire spécifique et d’une masse volumique élevée après tassement. Simultanément, par élévation rapide du pH après que le précurseur a atteint la granulométrie cible, le procédé de préparation fourni par les modes de réalisation de la présente invention peut aussi réduire la teneur en soufre du précurseur, ce qui réduit complètement le coût de fabrication.
En outre, il ressort de la comparaison des données des modes de réalisation 1 à 4 que, après que la particule secondaire a crû jusqu’à la granulométrie cible, la granulométrie des particules secondaires finalement obtenues est d’autant plus grande qu’est plus élevé le pH dans la cuve de réaction ; cependant, comme on peut être assuré que la particule primaire va être mince, courte et uniforme dans le procédé de formation de la particule primaire, et comme la particule secondaire peut être une structure poreuse et sphérique par adoption de la solution de réduction progressive du pH dans le procédé de formation de la particule secondaire, le précurseur ayant une plus grande granulométrie peut obtenir une aire spécifique et une masse volumique après tassement plus excellentes. Par comparaison avec les exemples comparatifs 1-2, il est possible de réaliser les améliorations synchrones de l’aire spécifique et de la masse volumique après tassement ; simultanément, il ressort de la comparaison des modes de réalisation 1 à 4 et du mode de réalisation 5 que, dans le même environnement de préparation, le dopage d’un composé contenant M dans le précurseur va significativement augmenter la granulométrie des particules du précurseur et réduire dans une certaine mesure l’aire spécifique et la masse volumique après tassement, toutefois, comme la particule primaire est une structure mince et courte, la particule secondaire est poreuse et sphérique, l’aire spécifique et la masse volumique après tassement du précurseur ne vont pas subir une forte réduction et, par comparaison avec les exemples comparatifs 1-2, on peut encore réaliser les améliorations synchrones de l’aire spécifique et de la masse volumique après tassement.
Exemple expérimental 2 Les batteries préparées dans S3 des modes de réalisation 1 à 5 et des exemples comparatifs 1-2 ont été soumises à des essais de performance, y compris l’essai de capacité de charge (0,1c) et l’essai de taux de rétention du cycle, dans lequel l’essai de cyclage visait spécifiquement à tester un taux de rétention de capacité au cours d’un cycle de chargement avec 2C à 4,5 V, transfert au chargement avec 1,5C à 4,5 V, avec un courant de coupure de 0,05C à 25 °C. Les résultats des essais sont présentés dans le Tableau 2.
Résultats des essais de performance de la batterie Indice Mode de réalisation 1 Mode de réalisation 2 Mode de réalisation 3 Mode de réalisation 4 Mode de réalisation 5 Exemple comparatif 1 Exemple comparatif 2 Capacité de chargement (0,1C) 246,3 238,5 246,6 240,1 255,3 235 233 Taux de rétention de la capacité 94,32 % 93,28 % 95,2 % 92,13 % 93,48 % 91,23 % 90,86
Il ressort d’une comparaison des modes de réalisation 1 à 5 et des exemples comparatifs 1-2 dans le Tableau 2 que la batterie préparée par utilisation du précurseur ternaire poreux et sphérique dans les modes de réalisation de la présente invention a une performance de cyclage plus excellente et une meilleure capacité de chargement, de sorte que la batterie fournie par les modes de réalisation de la présente invention a des performances électrochimiques plus excellentes. Simultanément, il ressort d’une comparaison des modes de réalisation 1 à 4 et du mode de réalisation 5 du Tableau 2 qu’un dopage d’éléments métalliques dans le précurseur ternaire poreux et sphérique peut dans une certaine mesure améliorer la capacité de chargement et la performance de cyclage.
Comme indiqué précédemment, la longueur de chaque fente 13 est supérieure à la longueur de chaque trou 11. La première partie 8 peut donc glisser sur la deuxième partie 9 lors de son déplacement en translation le long de l’axe B sans que la deuxième partie 9 de la tige 7 ne se déplace solidairement avec la première partie 8. Par conséquent, la deuxième partie 9 est découplée en translation de la première partie 8.
La goupille 14 étant montée serrée ou ajustée dans chaque trou 11, la translation de la première partie 8 sur la deuxième partie 9 provoque un déplacement solidaire de la goupille 14 le long de chaque fente 13. La translation de la première partie 8 le long de l’axe B est empêchée dans un sens donné lorsque la goupille 14 vient en butée contre l’une des extrémités de la fente 13. Dans un tel cas, la première partie 8 peut être déplacée en translation le long de l’axe B dans le sens contraire jusqu’à ce que la goupille 14 vient en butée contre l’autre extrémité de la fente 13.
Grâce au glissement de la première partie 8 sur la deuxième partie 9, l’organe de commande 5 peut être compacté par rapport à un organe de commande dans lequel la totalité de la tige 7 se déplace en translation le long de l’axe B.
La première partie 8 peut également ou alternativement être manipulée de sorte à la déplacer en rotation autour de l’axe B, dans un sens ou dans l’autre (sens horaire ou sens antihoraire).
Comme expliqué précédemment, la largeur de chaque fente 13 est de préférence sensiblement égale à la largeur de chaque trou 11. Par ailleurs, la goupille 14 est montée serrée ou ajustée dans chaque trou 11. Ainsi, toute rotation de la première partie 8 autour de l’axe B provoque une rotation solidaire de la goupille 14 et de la deuxième partie 9. La deuxième partie 9 est donc couplée en rotation avec la première partie 8.
Comme visible sur la , l’organe de commande 5 peut comprendre en outre un support 15 destiné à être installé à l’intérieur du boitier 6 de l’interface homme machine 4. La tige 7 s’étend partiellement à l’intérieur du support 15. Par exemple, le support 15 peut être positionné autour de la tige 7 de sorte que la portion d’extrémité 7-2 extérieure au boitier 6 soit également disposée à l’extérieur du support 15.
Le support 15 peut comprendre une première base 16 et une deuxième base 17 disposées sensiblement perpendiculairement à l’axe B, notamment en vis-à-vis l’une de l’autre. Avantageusement, la première base 16 et la deuxième base 17 comprennent chacune un trou traversant (non visible) respectif à travers lequel passe la tige 7. Avantageusement, les trous traversant du support 15 ont une forme telle que la tige 7 peut y coulisser.
Le trou traversant de chaque base 16, 17 est de préférence sensiblement en vis-à-vis du trou de l’autre base 17, 16. Chaque trou traverse la base 16, 17 respective de préférence sensiblement parallèlement à l’axe B. Les trous des bases 16, 17 permettent de guider la translation de la tige 7, ou de l’une des parties de celle-ci, le long de l’axe B.
Une ou plusieurs barres 18 relient les bases 16, 17 entre elles. En l’espèce, trois barres 18 sont prévues, sans que ceci ne soit limitatif. De préférence, chaque barre 18 s’étend sensiblement parallèlement à l’axe B.
Un potentiomètre 19 peut être prévu dans l’organe de commande 5. Le potentiomètre 19 peut être relié au support 15. Sur l’exemple de la , le potentiomètre 19 s’étend sensiblement parallèlement à l’axe B et est relié à chacune des bases 16, 17 du support 15. Le potentiomètre 19 est de préférence de type linéaire.
Comme il ressort de la , le potentiomètre 19 est relié à la tige 7. A cet effet, un pivot 20 peut être agencé autour de la tige 7.
Le pivot 20 est relié, directement ou indirectement, au potentiomètre 19 de manière à pouvoir coulisser le long du potentiomètre. Sur l’exemple de la , un arbre de transmission 21 relie le pivot 20 et le potentiomètre 19 de manière coulissante.
Le pivot 20 est par exemple relié à la tige 7 par la goupille 14. De manière avantageuse, le pivot 20 est relié à la tige 7 de sorte à être déplacé en translation le long de l’axe B solidairement avec la tige 7. Aussi, lorsque la tige 1 est translatée le long de l’axe B, le pivot 20 suit le même mouvement, ce qui fait varier la résistance du potentiomètre 19. La résistance du potentiomètre varie donc en fonction de la position de la tige 7 le long de l’axe B. Autrement dit, l’amplitude et le sens de la translation le long de l’axe B de la tige 7 (ou d’une partie de celle-ci) sont détectées par le potentiomètre 19 et traduites dans une variation de sa résistance. En fonction de la variation de résistance du potentiomètre 19, l’amplitude de translation ou la vitesse de translation de l’instrument médical souple allongé 3 le long de son axe A varient.
On note que lorsque la tige 7 comprend deux parties dont une seule est configurée pour être déplacée en translation le long de l’axe B, comme la première partie 8 de la , le pivot 20 est relié à la partie de la tige déplaçable en translation le long de l’axe B. Ceci permet de faire varier la résistance du potentiomètre 19 dès que la tige est déplacée, même si ce n'est que partiellement, le long de l'axe B.
Le pivot 20 est avantageusement découplé en rotation autour de l’axe B de la tige 7. De préférence encore, le pivot 20 est immobile en rotation autour de l’axe B.
L’organe de commande 5 peut par ailleurs comprendre un codeur à quadrature 22. Le codeur à quadrature 22 est relié à la tige 7. Par exemple, le codeur à quadrature 22 est relié à l’extrémité de la tige opposée à la portion d’extrémité 7-2 extérieure au boitier 6 de l’interface homme machine 4.
Description détaillée La présente invention porte selon un premier aspect sur un insert chirurgical qui sera décrit par la suite en référence aux figures 1 à 20.
L’insert chirurgical 1 comprend : - une première couche 11 , et - une deuxième couche 12 , dans lequel la première couche 11 et la deuxième couche 12 comprennent des orifices 111, 121 ayant une forme octomorphe.
On qualifie par « octomorphe » des orifices ayant la forme du chiffre 8, c’est-à-dire une forme allongée avec deux lobes aux extrémités et une partie centrale resserrée.
La forme octomorphe peut être décrite comme composée de deux parties d’extrémité, chacun formée par un cercle de rayon r 1 . Les deux parties d’extrémités sont reliées entre elles par une partie centrale formée par un congé circulaire de rayon r 2 de sorte que la largeur de la partie centrale soit inférieure à la largeur des parties d’extrémités égale à 2×r 1 . Ainsi, le rayon r 1 est un premier rayon de courbure de la forme octomorphe dans les parties d’extrémité et le rayon r 2 est un deuxième rayon de courbure de la forme octomorphe dans la partie centrale.
La forme octomorphe peut encore être décrite comme une forme en deux dimensions, oblongue resserrée à la moitié de sa longueur et comprend deux parties d’extrémité et une partie centrale resserrée. La forme octomorphe peut présenter un contour courbé, c’est-à-dire que le contour ne présente pas d’angles. Les deux parties d’extrémité peuvent présenter un premier rayon de courbure r 1 orienté vers l’intérieur de l’orifice. La partie centrale resserrée peut comprendre une zone centrale présentant un deuxième rayon r 2 de courbure orienté vers l’extérieur de l’orifice.
Lorsqu’il est mentionné qu’un orifice présente une forme octomorphe, cela signifie qu’une section de l’orifice présente une telle forme. La section généralement considérée est une section parallèle au plan moyen de la surface à partir de laquelle l’orifice s’étend.
On comprendra également comme « orifice de forme octomorphe » un orifice n’ayant pas la forme octomorphe à cause du pavage et du dimensionnement de l’insert. C’est-à-dire que tout orifice issu d’un pavage par des orifices de forme octomorphe suivi d’un rognage à la forme souhaitée de l’insert, est considéré comme orifice octomorphe.
La forme octomorphe peut comprendre un centre de symétrie dans la partie centrale resserrée. La forme octomorphe peut présenter deux axes de symétries perpendiculaires l’un à l’autre.
On peut définir plusieurs paramètres afin de caractériser les couches 11, 12 et les orifices 111, 121 : - r 1 le premier rayon de courbure, - r 2 le deuxième rayon de courbure - L o la longueur totale de l’orifice 111, 121 , - ℓ o la largeur totale de l’orifice 111, 121 , - ℓ c la largeur centrale de la partie centrale de l’orifice 111, 121, - h l’épaisseur de l’insert chirurgical 1 , - L la longueur du plus petit côté des première et deuxième couche 11, 12 , - φ la porosité d’une couche étant le rapport entre la surface occupée par les orifices 111, 121 de la couche et la surface totale de la couche 11, 12 , - e la distance minimale entre deux orifices 111, 121 , et - F la force appliquée sur l’insert 1 .
La montre un schéma de vue de dessus d’un orifice 111, 121 de forme octomorphe. Ainsi, on comprend par longueur une dimension prise dans une direction s’étendant entre les deux lobes, la direction correspondant notamment à un des axes de symétries si présents. On entend par largeur une dimension perpendiculaire à la longueur. L’épaisseur de l’insert chirurgical est comprise comme une distance entre les deux faces extrêmes de l’insert dans le sens de la superposition des couches. Sans indication contraire, on entend la moyenne de l’épaisseur sur l’insert. La distance entre deux orifices est prise entre les centres de ces orifices.
La longueur totale, L o , peut être comprise entre 200 µm et 50 mm. Dans certains cas (par exemple pour les planchers orbitaires), cette longueur est de préférence de 200 µm à 2 mm. Dans d’autres cas (par exemple pour les plaques d’ostéosynthèse), cette longueur est de préférence de 10 à 50 mm.
Le ratio de la longueur totale, L o , sur la largeur totale, ℓ o , peut être compris entre 1,8 et 2,2, de préférence entre 1,9 et 2,1, de préférence entre 1,95 et 2,05, par exemple 2.
Le ratio entre le premier rayon de courbure, r 1 , et le deuxième rayon de courbure, r 2 , peut être compris entre 1,3 et 1,7, de préférence entre 1,4 et 1,6, de préférence entre 1,45 et 1,55, par exemple 1,5.