INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La seconde unité de recouvrement 22 comprend aussi un racloir 26 qui est disposé de manière adjacente au second rouleau d’entrée 23 et après la buse de dépôt 25, pour racler un excédent de mélange de cathode 92 déposé sur le film collecteur de courant de cathode 91.
Suite au dépôt par la buse de dépôt 26 et au raclage par le racloir 26, l’électrode de cathode 93 est acheminée continument entre le second rouleau d’entrée 23 (qui est un rouleau fixe) et le second rouleau de sortie 24 (qui est un rouleau mobile avec ressort de compression) pour être comprimée et ensuite acheminée en sortie hors du second rouleau de sortie 24. Ainsi, l’électrode de cathode 93 est comprimée par un laminage continu entre ces deux rouleaux de laminage 23, 24.
Cette compression par laminage permet ainsi un calibrage d’épaisseur qui consiste en un ajustement mécanique d’une épaisseur, dite seconde épaisseur E2, de l’électrode de cathode 93. Cette seconde épaisseur E2 est avantageusement ajustée à une valeur comprise entre 10 et 1000 micromètres, et par exemple entre 30 et 500 micromètres. La seconde unité de recouvrement 22 peut comprendre un second capteur d’épaisseur 27 placé sur le chemin de l’électrode de cathode 93 pour mesurer cette seconde épaisseur E2, et ainsi servir pour piloter l’opération de compression.
Cette compression par laminage favorise aussi l’imprégnation du second électrolyte liquide réticulable dans l’épaisseur du film collecteur de courant de cathode 91. Cette compression par laminage permet aussi d’extraire un éventuel surplus de second électrolyte liquide réticulable, qui s’évacuera par des porosités de la matière active de cathode et/ou des trous dans le film collecteur de courant de cathode 91 ; ce surplus de second électrolyte liquide réticulable pouvant être récupéré dans un bac de récupération 28.
L’installation 9 comprend un troisième poste d’imprégnation 3 qui comprend un troisième distributeur 30 pour la distribution d’un film séparateur 71 qui est poreux et électriquement isolant électrique. Ce troisième distributeur 30 se présente sous la forme d’un dérouleur ou dévidoir à bobine, et le film séparateur 71 se présente sous la forme d’une troisième bobine 710 qui est déroulée du troisième distributeur 30 de manière continue. Le film séparateur 71 présente une face interne et une face externe opposées.
Ce troisième poste d’imprégnation 3 comprend une unité d’imprégnation 32 pour imprégner le film séparateur 71 d’un troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72 ; ce troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72 contenant une troisième composition réticulable pour une solidification dudit troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable sous l’exposition à un faisceau d’électrons.
Ce troisième poste d’imprégnation 3 comprend également un troisième réservoir 31 contenant le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72 contenant la troisième composition réticulable. Ce troisième réservoir 31 est un réservoir étanche et en atmosphère anhydre, et par exemple en atmosphère d’un gaz inerte comme par exemple de l’argon ou du dioxyde de carbone. Ce troisième réservoir 31 est avantageusement équipé d’un mélangeur ou agitateur mécanique 310 pour homogénéiser le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72.
Selon une possibilité, la troisième composition réticulable comprend un troisième mélange monomère ou prépolymère, qui comprend des monomères ou des prépolymères ou une combinaison de monomères et de prépolymères, où les monomères ou les prépolymères comprennent des fonctions de réticulation pour une solidification du troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable lors d’une exposition à un faisceau d’électrons. Ces fonctions de réticulation sont par exemple choisies parmi des fonctions acrylate, méthacrylate, vinyle, styrène, iso-cyanate, acrylamide et méthacrylamide.
De manière avantageuse, la troisième composition réticulable est analogue, et par exemple identique, à la première composition réticulable et à la seconde composition réticulable.
Selon une autre possibilité, le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable comprend au moins un sel de lithium ou de sodium dissous dans au moins un solvant liquide. Il est envisageable que le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable comprenne un tensioactif avec un pourcentage massique compris entre 1 et 5 %, et par exemple entre 2 et 4 %.
De manière avantageuse, le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable est analogue, et par exemple identique, au premier électrolyte liquide réticulable et/ou au second électrolyte liquide réticulable.
L’unité d’imprégnation 32 est conformée pour imprégner le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72 sur les deux faces opposées (face interne et face externe) du film séparateur 71, afin d’imprégner le film séparateur 71 avec le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72 sur tout le volume de ce film séparateur 71. Ainsi, le film séparateur 71 est acheminé continument en entrée de l’unité d’imprégnation 32, et le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72 est imprégné sur les deux faces opposées du film séparateur 71, dans la totalité du volume du film séparateur 71, pour former un film séparateur préimprégné 73 qui se présente sous la forme d’une troisième bande continue. Autrement dit, le film séparateur 71 est déroulé en continu de la troisième bobine 710 et est imprégné en continu du troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72 pour former le film séparateur préimprégné 73 sous la forme de la troisième bande continue 73.
L’unité d’imprégnation 32 comprend deux buses de dépôt 35 qui sont en liaison fluidique avec le troisième réservoir 31 au moyen d’une conduite 311, et qui sont disposées en regard respectivement de la face interne et de la face externe du film séparateur 71 pour déposer du troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72 sur la face interne et la face externe du film séparateur 71. L’unité d’imprégnation 32 comprend également deux racloirs 36 qui sont disposés après les deux buses de dépôt 35 respectives, pour racler des excédents de troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72 imprégné sur les deux faces opposées du film séparateur 71.
Le premier poste de recouvrement 1, le second poste de recouvrement 2 et le troisième poste d’imprégnation 3 fonctionnent en continu et en parallèle.
L’installation 9 comprend un poste d’empilement 4 pour empiler l’électrode d’anode 83 (qui forme la première bande continue en sortie du premier poste de recouvrement 1) et l’électrode de cathode 93 (qui forme la seconde bande continue en sortie du second poste de recouvrement 2), avec une interposition du film séparateur préimprégné 73 (qui forme la troisième bande continue 73en sortie du troisième poste d’imprégnation 3) entre l’électrode d’anode 83 et l’électrode de cathode 93. Ainsi, sur ce poste d’empilement 4, la troisième bande continue (ou film séparateur préimprégné 73) est intercalée ou interposée entre la première bande continue (ou électrode d’anode 83) et la seconde bande continue (ou électrode de cathode 93).
Ainsi, ce poste d’empilement 4 permet d’obtenir en sortie et en continu un empilement 6 comprenant successivement le film collecteur de courant d’anode 81 (partiellement imprégné du premier électrolyte liquide réticulable), le mélange d’anode 82, le film séparateur 71 imprégné du troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable 72, le mélange de cathode 92 et le film collecteur de courant de cathode 91 (partiellement imprégné du second électrolyte liquide réticulable).
De plus, la troisième étape d’imprégnation est avantageuse pour augmenter l’interpénétration et la cohésion surfacique entre le film séparateur et chacune des deux demi-cellules, avant solidification. Dans le cas où le mélange d’anode et le mélange de cathode contiennent des charges conductrices d’électrons (ainsi que décrit ultérieurement), cela permet aussi de renforcer l’isolation électrique au niveau du film séparateur en évitant que des charges conductrices d’électrons du mélange d’anode (et donc au final de l’électrode d’anode) ne rentrent en contact avec des charges conductrices d’électrons du mélange de cathode (et donc au final de l’électrode de cathode).
Et enfin, l’étape de solidification, sous exposition à au moins un faisceau d’électrons, va permettre une solidification homogène en masse en structurant la matrice polymère sur toute l’épaisseur de l’empilement, pour former la cellule électrochimique à matrice polymère qui sera certes solide, mais qui aura des propriétés équivalentes, ou du moins proches, de celles des cellules à électrolyte liquide. En effet, ce procédé va permettre l’obtention d’un empilement à matrice polymère comprenant en son sein des domaines ou ilots liquides interconnectés, de dimensions nanométriques ou micrométriques, fortement échangeurs d’ions entre les électrodes d’anode et de cathode, et contenant le cas échéant des charges conductrices d’électrons enveloppées au sein de la matrice polymère pour assurer la conduction électronique dans les électrodes vers leurs collecteurs de courant respectifs.
Avec ce procédé, la cellule obtenue à la fin (ou cellule électrochimique finale) pourra être sectionnée aux dimensions voulues, permettant ainsi d’obtenir une pluralité de cellules électrochimiques qui pourront être assemblées en série, en parallèle, en série/parallèle, par exemple par simple superposition des faces externes conductrices des films collecteurs de courant, pour constituer des batteries multi-cellules.
Selon une variante, le mélange d’anode et le mélange de cathode sont des mélanges pâteux ou semi-liquide ayant chacun par exemple une viscosité comprise entre 10000 et 30000 cps (Centipoises).
Selon une possibilité, le premier électrolyte liquide réticulable et le second électrolyte liquide réticulable ne contiennent aucune charge conductrice d’électrons.
Selon une caractéristique, la première composition réticulable, la seconde composition réticulable et la troisième composition réticulable sont analogues.
Il est en effet avantageux d’employer des compositions réticulables analogues (et par exemple identiques) pour les deux demi-cellules et le film séparateur, pour favoriser la conduction ionique dans la zone d’interfaçage avec le film séparateur.
Selon une possibilité, la première composition réticulable, la seconde composition réticulable et la troisième composition réticulable comprennent respectivement un premier mélange monomère ou prépolymère, un second mélange monomère ou prépolymère et un troisième mélange monomère ou prépolymère, qui comprennent chacun des monomères ou des prépolymères ou une combinaison de monomères et de prépolymères, où les monomères ou les prépolymères comprennent des fonctions de réticulation pour la solidification du mélange d’anode, du mélange de cathode et du troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable lors de l’exposition à l’au moins un faisceau d’électrons.
Avantageusement, la première composition réticulable et la seconde composition réticulable sont chacune sans additif amorceur de réticulation.
L’absence de tels additifs permet en effet de limiter la présence de matières inactives et donc d’augmenter la densité d’énergie massique de la cellule.
Selon une autre possibilité, les fonctions de réticulation sont choisies parmi des fonctions acrylate, méthacrylate, vinyle, styrène, iso-cyanate, acrylamide et méthacrylamide.
Bien entendu, l’invention ne saurait être limitée à de telles fonctions, mais celles-ci ont l’avantage d’être efficaces.
Selon une autre possibilité, la première composition réticulable présente un pourcentage massique dans le mélange d’anode, qui est compris entre 2 et 20 %, et par exemple entre 3 et 7 %, et la seconde composition réticulable présente un pourcentage massique dans le mélange de cathode, qui est compris entre 2 et 20 %, et par exemple entre 3 et 7 %.
Dans une réalisation particulière, la première étape de recouvrement met en œuvre un dépôt ou une imprégnation rouleau à rouleau du mélange d’anode sur le film collecteur de courant d’anode de sorte que l’électrode d’anode forme une première bande continue, la seconde étape de recouvrement met en œuvre un dépôt ou une imprégnation rouleau à rouleau du mélange de cathode sur le film collecteur de courant de cathode de sorte que l’électrode de cathode forme une seconde bande continue, et la troisième étape d’imprégnation met en œuvre une imprégnation en continu du film séparateur avec le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable de sorte que le film séparateur préimprégné forme une troisième bande continue qui est intercalée entre la première bande continue et la seconde bande continue lors de l’étape d’empilement.
La technique de dépôt ou d’imprégnation rouleau à rouleau est particulièrement avantageuse pour une mise en œuvre à échelle industrielle, car à la fois économique et rapide, ce qui va aussi permettre un empilement en continu des trois bandes.
Il est par ailleurs précisé que le troisième électrolyte liquide ou semi-liquide réticulable ne contient aucune charge conductrice d’électrons.
Selon un exemple, la modification des régions source et drain s’étend sur toute une épaisseur de la couche précontrainte. Cela permet d’augmenter l’effet de relaxation de la couche précontrainte et, par suite, l’état de tension dans la partie de la couche active formant le canal de conduction.
Selon un exemple, la formation d’espaceurs est configurée de sorte à ce que les espaceurs présentent une largeur e15 supérieure ou égale à une épaisseur e13 de la couche active. Cela permet d’éviter que les défauts structuraux apparaissant dans les régions source et drain après modification desdites régions source et drain, notamment les fautes d’empilement ou les dislocations obliques, atteignent le canal de conduction. Cela permet typiquement de positionner les défauts structuraux sous les espaceurs, mais pas au niveau du canal.
Selon un exemple, la formation de la couche précontrainte est configurée de sorte à ce que ladite couche précontrainte présente une épaisseur e12 comprise entre 15 nm et 50 nm. Cette plage de valeurs peut typiquement être élargie de 20%.
Selon un exemple, la formation de la couche active est configurée de sorte à ce que ladite couche active présente une épaisseur e13 comprise entre 5 nm et 15 nm. Cette plage de valeurs peut typiquement être élargie de 20%. Selon un exemple, les épaisseurs e12, e13 sont choisies de sorte que e12 ≥ 3.e13. Cela permet d’augmenter la contrainte en tension dans le canal de conduction.
Selon un exemple, la couche active est à base de silicium et la couche partiellement relaxée est à base de silicium-germanium présentant une concentration en germanium comprise entre 20% et 50%.
Selon un exemple, la couche partiellement relaxée est issue d’une couche précontrainte. La couche partiellement relaxée présente un niveau de contrainte inférieur à celui de la couche précontrainte initiale. La couche partiellement relaxée peut être obtenue en mettant en œuvre le procédé selon l’invention.
Selon un exemple, la couche active présente des dislocations de part et d’autre du canal de conduction, au niveau des régions source et drain, sans dislocations dans ledit canal.
Selon un exemple, les espaceurs présentent une largeur supérieure ou égale à une épaisseur de la couche active, de préférence supérieure ou égale à 30 nm.
On entend par un substrat, un empilement, une couche, « à base » d’un matériau A, un substrat, un empilement, une couche comprenant ce matériau A uniquement ou ce matériau A et éventuellement d’autres matériaux, par exemple des éléments d’alliage et/ou des éléments dopants. Ainsi, une couche à base de silicium s’entend par exemple d’une couche Si, Si dopé n, Si dopé p.
En général, mais non limitativement, un espaceur forme une bague autour de la grille, avec un contour fermé ; la description d’un espaceur s’entend de préférence de cet espaceur unique autour de la grille ; cependant, les dessins d’illustration en coupe, généralement selon un plan transverse à la direction longitudinale des grilles, montrent deux parties d’espaceur de part et d’autre des flancs de la grille. Par extension, ces deux parties d’espaceur sont souvent désignées « les espaceurs ». Cette dernière terminologie peut éventuellement être adoptée dans cette demande. Par ailleurs, l’invention s’étend aux modes de réalisation dans lesquels au moins deux espaceurs discontinus recouvrent un motif de grille.
La présente invention permet notamment la fabrication d’au moins un transistor ou d’une pluralité de transistors sur un substrat. Ce substrat peut être massif ou « bulk » selon la terminologie anglo-saxonne, ou encore de type semi-conducteur sur isolant, par exemple un substrat silicium sur isolant SOI (acronyme de l’anglais « silicon on insulator).
L’invention peut également être mise en œuvre plus largement pour différents dispositifs ou composants microélectroniques.
Le mot « diélectrique » qualifie un matériau dont la conductivité électrique est suffisamment faible dans l’application donnée pour servir d’isolant. Dans la présente invention, un matériau diélectrique présente de préférence une constante diélectrique inférieure à 7. Les espaceurs sont typiquement formés en un matériau diélectrique.
Avantageusement l’ensemble des batteries de la pluralité de batteries sont identiques. Dans une telle configuration, chaque batterie peut être interchangée de manière indifférenciée, et l’ensemble du réseau électrique du bateau adopte le même comportement dans un mode d’utilisation séquencé des batteries. De préférence, la pluralité de batteries comprend au moins 4 batteries, chaque batterie disposant d’une capacité de stockage comprise de préférence entre 0,5 kWh et 3kWh. Chaque batterie pèse de préférence entre 7,5kg et 20kg, de manière à pouvoir être extraite et transportée par un utilisateur seul.
Avantageusement, les batteries sont longiformes et disposées longitudinalement dans les racks. Dans une telle configuration, le caisson est accessible depuis l’intérieur du bateau, par exemple dans une cale du bateau. Les batteries s’extraient alors des racks par un déplacement longitudinal horizontal. Le caisson peut avantageusement être positionné selon divers aménagements de la cale du bateau, de sorte à lester par exemple davantage la proue ou la poupe du bateau et modifier l’angle longitudinal d’assiette du bateau.
Avantageusement, le bateau comprend une quille située sous la coque, le caisson étant étanche et contenu dans la quille, les racks étant verticaux et s’étendant dans un volume de la quille, le bateau comprenant une trappe escamotable permettant d’accéder au caisson étanche depuis l’intérieur du bateau, les batteries de la pluralité de batteries étant longiformes et adaptées pour être branchées dans les racks du caisson étanche. Dans une telle configuration, la pluralité de batteries et les racks participent à la stabilisation du bateau en participant au lest de la quille, dans la partie aussi appelée aileron de quille particulièrement dans le cas d’un bateau monocoque tel qu’un voilier, permettant d’abaisser le centre de gravité dudit voilier pour augmenter sa raideur à la toile. En outre, lorsque les batteries sont disposées dans le volume délimité par les parties immergées du bateau, désignées « œuvres vives », un flux thermique circule entre les batteries et l’eau à travers les œuvres vives du bateau, pour refroidir les batteries et garantir un fonctionnement dans des conditions optimales.
Avantageusement, le bateau comprend un sélecteur permettant de basculer sur la batterie suivante lorsqu’une batterie est déchargée. Ainsi, lors d’une utilisation séquentielle des batteries, l’opération de basculement d’une batterie chargée à une batterie déchargée est réalisée sans interruption de l’alimentation électrique des équipements électriques pour un même mode de fonctionnement donné.
Avantageusement, le sélecteur est manuel ou automatique. De préférence, le sélecteur est localisé à proximité du poste de barre, de sorte que le barreur du bateau peut sélectionner manuellement la ou les batteries à disposition, ainsi que décider du mode de fonctionnement à enclencher.
Avantageusement, le bateau comprend un indicateur visuel de niveau de charge de la ou des batteries en cours d’utilisation.
Avantageusement, le bateau comprend un indicateur de niveau pour chacune des batteries.
Avantageusement, le bateau comprend au moins une batterie de réserve.
Avantageusement, les équipements électriques comprennent au moins un moteur électrique. Dans une telle configuration, le moteur entraîne en rotation une hélice pour générer une poussée propulsant le bateau. Notamment, le moteur et l’hélice peuvent être contenus dans le volume de la quille.
Avantageusement, le moteur électrique est réversible pour fonctionner en tant que génératrice. Dans une telle configuration, la génératrice transforme une énergie mécanique issue de la rotation de l’hélice en énergie électrique pour charger la pluralité de batteries, notamment durant une phase de navigation à voile d’un voilier. Les batteries disposent alors d’un mode de fonctionnement supplémentaire désigné mode de fonctionnement de recharge.
Selon un autre aspect de l’invention, celle-ci a trait à un procédé d’utilisation d’un bateau tel que décrit ci-dessus, comprenant la détermination par un utilisateur d’un mode de fonctionnement sélectionnable parmi un mode de fonctionnement économique, un mode de fonctionnement de manœuvre et un mode de fonctionnement suralimenté ; le procédé comprenant en outre l’alimentation d’équipements électriques par une pluralité de batteries de façon séquentielle, l’une après l’autre, ou de façon combinée en fonction du mode de fonctionnement sélectionné.
Bien entendu, en complément des batteries extractibles, comme décrit brièvement ci-dessus, le bateau peut comprendre des batteries non configurées pour être extractibles. Dans ce cas, seules une partie des batteries installées sur le bateau est configurée pour être extractibles et pour être rechargées après avoir été transportées à l’extérieur du bateau.
La est une représentation schématique d’un bateau selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La est une représentation schématique en perspective isométrique d’une quille de bateau selon le même mode de réalisation.
Des exemples de ces huiles de silicone volatiles incluent les huiles de silicone linéaires ou cycliques ayant une viscosité à température ambiante inférieure ou égale à 6 cSt et comportant de 2 à 7 atomes de silicium, ces silicones étant facultativement substitués par des groupes alkyle ou alcoxy de 1 à 10 atomes de carbone. Les huiles spécifiques qui peuvent être utilisées dans l'invention incluent octaméthyltétrasiloxane, décaméthylcyclopentasiloxane, dodécaméthylcyclohexasiloxane, heptaméthyloctyltrisiloxane, hexaméthyldisiloxane, décaméthyltétrasiloxane, dodécaméthylpentasiloxane et des mélanges de ceux-ci. D'autres huiles volatiles qui peuvent être utilisées incluent KF 96A ayant une viscosité de 6 cSt, un produit commercial de Shin Etsu ayant un point éclair de 94 °C. De préférence, les huiles de silicone volatiles ont un point éclair d'au moins 40 °C.
Composé Point éclair (°C) Viscosité (cSt) Octyltriméthicone Hexyltriméthicone Décaméthylcyclopentasiloxane (cyclopentasiloxane ou D5) Octaméthylcyclotétrasiloxane (cyclotétraméthylsiloxane ou D4) Dodécaméthylcyclohexasiloxane (D6) Décaméthyltétrasiloxane (L4) KF-96 A de Shin Etsu PDMS (polydiméthylsiloxane) DC 200 (1,5 cSt) de Dow Corning PDMS DC 200 (2cSt) de Dow Corning 93 79 72 55 93 63 94 56 87 1.2 1.2 4,2 2,5 7 1,7 6 1,5 2
En outre, une huile de silicone linéaire volatile peut être employée dans la présente invention. Les huiles silicone linéaires volatiles convenables incluent celles décrites dans le brevet U.S. no. 6 338 839 et WO03/042221, dont le contenu est incorporé ici en référence. Dans un mode de réalisation, l’huile de silicone linéaire volatile est le décaméthyltétrasiloxane. Dans un autre mode de réalisation, le décaméthyltétrasiloxane est en outre combiné avec un autre solvant plus volatil que le décaméthyltétrasiloxane.