INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Par exemple, le pixel Pix3, respectivement Pix4, comprend en outre un circuit de lecture OUT3, respectivement OUT4, du noeud SN3, respectivement SN4.
Le pixel Pix3, respectivement Pix4, comprend en outre un transistor RST3, respectivement RST4 en , connecté au noeud SN3, respectivement SN4.
Comme en , le transistor RST1 du pixel Pix1 est connecté au noeud 100. Ainsi, le pixel Pix3 a son transistor RST3 connecté entre les noeuds SN3 et SN2, et le pixel Pix4 a son transistor RST4 connecté entre les noeuds SN4 et SN3.
La représente des chronogrammes illustrant un exemple d'un mode de fonctionnement des pixels Pix1, Pix2, Pix3 et Pix4 de la .
Plus particulièrement, la illustre, comme la , un exemple de fonctionnement en obturation déroulante et en pleine résolution, à la différence que, en , N est égal à 4. Dit autrement, la illustre ce qui a été décrit pour N égal 2 en relation avec la , lorsque cela est adapté au cas N égal 4. Ainsi, sauf indication contraire, tous ce qui a été décrit en relation avec la s'applique à la .
Dans cet exemple, pour chaque pixel Pixi, le capteur met en œuvre successivement : une phase INITPDi d'initialisation de la photodiode PDi du pixel, pendant une phase INITSNi du noeud SNi de ce pixel ; une phase d'intégration INTi débutant à la fin de la phase INITPDi ; une phase de transfert de charges TRi mise en œuvre à la fin de l'intégration INTi ; un phase de lecture RDi mise en œuvre après cette phase de transfert TRi, de sorte à lire un niveau de signal du noeud SNi ; et après cette phase de lecture RDi du niveau de signal du noeud SNi, une répétition des phases ci-dessus.
Dans cet exemple, chaque lecture d'un niveau de signal d'un pixel Pixi comprend la succession d'une phase de transfert TRi et d'une phase de lecture RDi, et le circuit de commande est configuré pour maintenir bloqué chaque transistor d'initialisation connecté au noeud SNi du pixel Pixi de la fin de cette phase TRi jusqu'au début de la phase RDi.
En outre, dans cet exemple, un double échantillonnage corrélé est mis en œuvre. Ainsi, pour chaque phase d'intégration INTi de chaque pixel Pixi, il y a une deuxième phase de lecture RDi pour lire un niveau d'initialisation du noued SNi du pixel Pixi. Cette deuxième phase RDi est mise en œuvre après une phase d'initialisation INITSNi du noeud SNi de ce pixel, et, dans l'exemple de la , avant la phase de transfert TRi marquant la fin de la phase d'intégration INTi.
Dans cet exemple, chaque lecture d'un niveau d'initialisation d'un pixel Pixi comprend la succession d'une phase d'initialisation INITSNi et d'une phase de lecture RDi, et le circuit de commande est configuré pour maintenir bloqué chaque transistor d'initialisation connecté au noeud SNi du pixel Pixi de la fin de cette phase INITSNi jusqu'au début de cette phase RDi.
Dans l'exemple de la , chaque phase d'intégration INT4 commence avant une phase INT3, elle-même commençant avant une phase INT2 qui commence avant une phase INT1.
Dans l'exemple de la , comme dans celui de la , chaque transistor RSTi est à l'état passant, respectivement bloqué, lorsque le signal VRSTi correspondant est à l'état haut, respectivement bas, et, en outre, chaque grille de transfert TGi est passante, respectivement bloquée, lorsque le signal VTGi correspondant est à l'état haut, respectivement bas.
Dans l'exemple de la , pour le pixel Pix4 : - pendant chaque phase INITSN4, les transistors RST1, RTS2, RST3 et RST4 qui couplent le noeud SN4 au noeud 100 sont maintenus simultanément à l'état passant ; - pendant chaque phase INITPD4, alors qu'une phase INITSN4 correspondante est mise en œuvre, la grille TG4 est mise à l'état passant ; - pendant chaque phase TR4, le transistor RST4 est maintenu bloqués ; - dans cet exemple, pendant chaque phase TR4, un seul transfert de charges est mis en œuvre au moyen d'une unique mise à l'état passant de la grille TG4 ; - pendant chaque phase RD4, le transistor RST4 est maintenu bloqués ; - entre chaque phase TR4 et la phase RD4 suivante où le niveau de signal SN4 est lu, le transistor RST4 est maintenu bloqué ; - de la fin de chaque phase INITSN4 précédant une phase RD4 correspondante de lecture d'un niveau d'initialisation du noeud SN4, jusqu'au début de cette phase RD4, le transistor RST4 est maintenu bloqué ; et - dans cet exemple, entre chaque phase RD4 de lecture d'un niveau d'initialisation du noeud SN4 et la phase TR4 suivante, le transistor RST4 est maintenu bloqué.
La représente une cellule d’électrolyse 1, plus particulièrement une vue en coupe éclatée montrant l’empilement de composants à l’intérieur de la cellule d’électrolyse 1. La cellule d’électrolyse 1 est parcourue par un courant électrique continu permettant de décomposer l’eau en dioxygène et en dihydrogène.
La cellule d’électrolyse 1 comprend un séparateur 2 intercalé entre une structure anodique 3, ou anode, généralement en titane, et une structure cathodique 4, ou cathode, généralement en titane mais pouvant contenir des composants en carbone, qui sont reliées directement ou indirectement aux bornes positive et négative d’un générateur électrique externe à courant continu, non représenté. A titre d’exemple, le séparateur 2 peut être un assemblage membrane-électro-catalyseurs si la cellule d’électrolyse est une cellule de type membrane échangeuse de protons ou une cellule de type membrane échangeuse d’anions. Dans le cas d’une cellule d’électrolyse alcaline, le séparateur est un diaphragme.
D’une manière générale, l’invention peut s’appliquer également à d’autres types de cellules, telles que les cellules d’électrolyse à oxyde solide.
La structure anodique 3 comprend une plaque bipolaire 31 commune avec une cellule adjacente supérieure, une grille anodique 32 et un composant poreux anodique 33 constitué en général de particules ou de fibres de titane frittées entre elles sous vide. La structure anodique 3 peut également comprendre des moyens de fixation 34 adaptés à la forme de la cellule d’électrolyse 1 et qui permettent la fixation de la plaque bipolaire 31, de la grille 32 et du composant poreux 33. Ces trois éléments constitutifs de la structure anodique 3 permettent d’optimiser la conduction électrique, la résistance mécanique et concourent à une bonne distribution fluidique. La structure cathodique 4 comprend également une deuxième plaque bipolaire 41 commune avec une cellule adjacente inférieure, une grille cathodique 42 et un composant poreux cathodique 43 de même nature que le composant poreux anodique 33 ou alors en carbone, tous ces composants présentant les mêmes propriétés que les éléments intégrés à la structure anodique 3. Lorsque la cellule d’électrolyse 1 est en fonctionnement, c’est-à-dire traversée par un courant continu, la cellule d’électrolyse 1 dégage de la chaleur. La structure anodique 3 et la structure cathodique 4 chauffent par effet Joule de même que la membrane polymère du séparateur 2 du fait de sa conduction ionique. Les couches catalytiques du séparateur 2 produisent également de la chaleur. La cellule d’électrolyse 1 doit donc être refroidie en continue de manière à maintenir sa température en deçà d’une valeur maximale, qui dépend de la nature chimique de la membrane du séparateur 2, typiquement inférieure à 100°C, afin de prolonger leur durée de vie et d’éviter un endommagement précoce. Pour ce faire, un circuit d’eau non représenté permet une circulation d’eau traversant au moins la structure anodique ou la structure cathodique afin de la ou les refroidir. La cellule d’électrolyse 1 comprend par ailleurs une entretoise 5 supportant en son milieu le séparateur 2. La structure anodique 3 et la structure cathodique 4 s’insèrent dans un évidement au centre de l’entretoise 5. Les plaques bipolaires 31 et 41 viennent coiffer l’entretoise 5 et maintiennent en place et en contact les uns avec les autres les éléments constitutifs de la structure anodique 3 et de la structure cathodique 4. Ainsi, les composants poreux anodique 33 et cathodique 43 sont en contact avec les couches catalytiques du séparateur 2. L’entretoise 5 participe également à la circulation de l’eau dans chacun des deux compartiments, afin d’alimenter la réaction en eau et d’assurer le refroidissement des électrodes tel que cela sera décrit en détails par la suite. La cellule d’électrolyse 1 peut par ailleurs reposer sur une plaque de support 6.
La est une représentation de l’entretoise 5 vue du dessus, c’est-à-dire vue selon une direction perpendiculaire au plan de la cellule d’électrolyse 1. Cette représentation est une vue de la face anodique. Plus précisément, la représente une première face 51 de l’entretoise 5, ici la face anodique de l’entretoise.
L’entretoise 5 est un élément volumique parallélépipèdique à base carrée ou rectangulaire. Le plan principal s’étend selon une première direction appelée direction longitudinale L1 et selon une deuxième direction appelée direction latérale L2. L’épaisseur du cadre s’étend selon une direction perpendiculaire au plan principal. L’entretoise 5 comprend deux orifices traversants, une entrée 7 de fluide et une sortie 8 de fluide. Préférentiellement, dans le cadre de la cellule d’électrolyse 1, l’entrée 7 comprend un injecteur fluidique et un puits d’injection, et la sortie 8 comprend un puits de collecte et un collecteur, par exemple géométriquement opposé à l’injecteur fluidique. Dans un réacteur d’électrolyse constitué par l’empilement de plusieurs cellules d’électrolyse individuelles telles que représentées sur la , l’empilement d’entretoises 5 forme les puits d’injection et de collecte. L’eau circulant dans le puits d’injection pénètre dans la structure de l’entretoise 5. Le mélange biphasique, c’est-à-dire un mélange d’eau et d’oxygène ou d’hydrogène, quitte ensuite le compartiment de l’entretoise 5 et rejoint le puits de collecte composant la sortie 8. L’entrée 7 et son injecteur et la sortie 8 et son collecteur assurent respectivement l’entrée de l’eau et la sortie du mélange biphasique. L’entrée 7 et la sortie 8 permettent donc à l’eau d’entrer et de sortir de la cellule d’électrolyse afin d’alimenter et de refroidir cette dernière. L’entretoise 5 comprend également l’évidement 9, évoqué en , et destiné à être rempli notamment par le séparateur et par les structures anodique et cathodique de la cellule d’électrolyse. Ainsi, lorsque l’eau pénètre et circule au sein de la cellule d’électrolyse, elle s’écoule de manière parallèle au plan principal, formé par la direction longitudinale L1 et la direction latérale L2 du séparateur, l’évidement 9 étant en communication fluidique à la fois avec l’entrée 7 et avec la sortie 8. L’entretoise 5 comprend par ailleurs au moins une zone de distribution 10 intercalée entre l’évidement 9 et l’une quelconque de l’entrée 7 ou de la sortie 8. La zone de distribution 10 assure une connexion fluidique entre l’entrée 7 et l’évidement 9, ou entre l’évidement 9 et la sortie 8. Sur la , l’entretoise 5 comprend une première zone de distribution 11 disposée entre l’entrée 7 et l’évidement 9, et une deuxième zone de distribution 12 disposée entre l’évidement 9 et la sortie 8. La première zone de distribution peut être appelée zone de distribution d’entrée, tandis que la deuxième zone de distribution peut être appelée zone de collecte de sortie.
Si les figures 2 et 3 mentionnent une symétrie entre l’entrée et la sortie d’une même cellule, une dissymétrie de taille et de géométrie peut être envisageable. En effet, au cours de la réaction, il y a un accroissement de volume par les gaz produits. La section du puits peut être différente, tel que représenté entre la et la . Une telle différence de section est mise en œuvre dans le but d’accommoder la différence de débit entre les deux compartiments, car il y a davantage de débit d’eau circulant dans le circuit anodique, en comparaison avec le circuit cathodique. Il est donc possible d’adapter le diamètre des puits au sein d’un même compartiment pour accommoder l’augmentation de débit volumique induit par la formation de gaz au cours de la réaction. De même, il est possible d’imaginer une différence géométrique entre les deux pour faciliter l’évacuation des bulles de gaz. En d’autres termes, l’invention porte également sur une entretoise dans laquelle les puits et/ou les zones de distribution/répartition peuvent être de taille et de géométrie différente en entrée et en sortie.
L’entretoise 5 comprend également un organe d’étanchéité 24 s’étendant autour de l’entrée 7, de la sortie 8, des zones de distribution 10 et de l’évidement 9. L’organe d’étanchéité 24 évite les fuites d’eau et assure que le flux d’eau s’écoule selon ce qui a été décrit précédemment. L’entretoise 5 comprend par ailleurs un joint interne, disposé sous chaque bord longitudinal 17 et chaque bord latéral 18, permettant d’éviter les infiltrations d’eau entre lesdits bords et le séparateur.
Sur la , il est également possible d’observer que l’entretoise 5 comprend également une admission 25 et une évacuation 26 qui sont toutefois hors de l’organe d’étanchéité 24 et ne sont donc pas fluidiquement reliées à l’ensemble des éléments suscités mais qui servent à assurer la circulation d’eau le long d’une face opposée à la première face 51 de l’entretoise 5.
La illustre une deuxième face 52 de l’entretoise 5, correspondant à la face opposée de la première face 51 décrite en . C’est au niveau de la deuxième face 52 que sont fluidiquement connectées l’admission 25 et l’évacuation 26. On comprend ainsi qu’un premier flux d’eau circulant le long de la première face 51 assure le refroidissement de l’un des compartiments de la cellule d’électrolyse tandis qu’un deuxième flux d’eau circulant le long de la deuxième face 52 assure le refroidissement de l’autre compartiment de la cellule d’électrolyse. A titre d’exemple, la première face 51 correspond à la face côté structure anodique, tandis que la deuxième face 52 correspond à la face côté structure cathodique. Lorsque l’entretoise 5 comprend deux faces 51, 52 telles qu’illustrées sur les figures 2 et 3, ladite entretoise 5 comprend alors au moins une zone de répartition 60, ici une première zone de répartition 61 et une deuxième zone de répartition 62, qui est l’équivalent de la zone de distribution décrite en . Chaque zone de répartition 60 comprend une chambre de répartition 63 et un dispositif d’écoulement laminaire 64 qui sont respectivement l’équivalent de la chambre de distribution et de l’organe d’écoulement laminaire décrits en . Tout comme l’organe d’écoulement laminaire, le dispositif d’écoulement laminaire 64 s’étend le long du bord longitudinal 17 de l’évidement 9 et comprend une pluralité de dents 29 délimitant des canaux 19 qui mettent en œuvre un écoulement rectiligne de filets d’eau, afin d’homogénéiser le flux d’eau. Les chambres de répartition 63 comprennent en revanche seulement des organes de déviation 23 oblongs s’étendant principalement selon la direction de circulation du flux d’eau et situés à proximité de l’admission 25 ou de l’évacuation 26 et permettant d’homogénéiser le flux d’eau en sortie de l’admission 25 ou en amont de l’évacuation 26. En effet, l’admission 25 et l’évacuation 26 présentant une ouverture plus petite que l’entrée 7 et la sortie 8, le deuxième flux d’eau circulant le long de la deuxième face 52 est à une plus forte pression que le premier flux d’eau circulant le long de la première face. La pression plus intense du deuxième flux d’eau est donc suffisante pour répartir l’eau au niveau de l’ensemble des canaux 19 du dispositif d’écoulement laminaire 64 sans nécessité d’organes de déviation 23 ayant pour fonction d’assurer une telle répartition. L’entretoise 5 comprend un dispositif d’étanchéité 65 présentant le même rôle que l’organe d’étanchéité illustré en . Contrairement à l’organe d’étanchéité, le dispositif d’étanchéité 65 s’étend notamment autour de l’admission 25 et de l’évacuation 26 et exclut l’entrée 7 et la sortie 8 afin que le flux d’eau circulant le long de la deuxième face 52 circule entre l’admission 25 et de l’évacuation 26 en passant par la ou les zones de répartition 60 et en circulant le long de l’évidement 9. A l’exception des caractéristiques décrites précédemment et en relation avec la , on se réfèrera à la description de la concernant les caractéristiques structurelles et fonctionnelles communes aux deux faces 51, 52 de l’entretoise 5.
La représente une vue en coupe de l’entretoise, plus particulièrement de la première face 51 et de la deuxième face 52 au niveau de l’organe d’écoulement laminaire 14 et du dispositif d’écoulement laminaire 64. L’organe d’étanchéité 24 et le dispositif d’étanchéité 65 sont également partiellement visibles. Tel que cela a été décrit précédemment, l’organe d’écoulement laminaire 14 et le dispositif d’écoulement laminaire 64 comprennent chacun des dents 29 délimitant des canaux 19. En plus de la fonction de délimitation des canaux 19, les dents 29 présentent également une résistance mécanique permettant de résister à un appui 28 exercé sur l’entretoise, par exemple un premier appui 28a exercé sur la première face 51 et un deuxième appui 28b exercé sur la deuxième face 52. Une cellule d’électrolyse est constituée d’une pluralité d’éléments empilés et plaqués les uns contre les autres. Les appuis 28 sont donc plaqués contre l’entretoise, et les dents 29 de chaque face 51, 52 de l’entretoise retiennent mécaniquement ceux-ci. Ainsi, une fois l’ensemble de la cellule d’électrolyse empilé, les canaux 19 sont refermés sans être obstrués, et la circulation d’eau peut s’effectuer. Bien que la illustre des appuis exercés sur l’organe d’écoulement laminaire 14 et sur le dispositif d’écoulement laminaire 64, des appuis similaires sont également mis en œuvre au niveau de la chambre de distribution et de la chambre de répartition. Dans une telle configuration, ce sont les organes de déviation qui présentent une résistance mécanique afin de maintenir la circulation d’eau malgré la pression exercée par de tels appuis.
La illustre un module d’électrolyse 70 de l’eau constitué d’une pluralité de cellules d’électrolyse 1 empilées les unes sur les autres selon une direction d’empilement E, perpendiculaire au plan principal mentionné précédemment. Le module d’électrolyse 70 comprend ainsi autant de membranes d’électrolyse, de compartiments anodiques et de compartiments cathodiques qu’il n’y a de cellules d’électrolyse 1. Le module d’électrolyse 70 comprend une première conduite entrante 71 qui fait la jonction par exemple avec l’entrée de l’entretoise à l’intérieur du réacteur et une deuxième conduite entrante 72 qui fait la jonction avec l’admission de l’entretoise à l’intérieur du réacteur. La première conduite entrante 71 et la deuxième conduite entrante 72 assurent une entrée d’eau au sein du module d’électrolyse 70. Plus précisément, la première conduite entrante 71 permet une entrée d’eau destinée à interagir avec l’ensemble des compartiments anodiques du module d’électrolyse 70, par exemple pour les refroidir et/ou pour alimenter la réaction d’électrolyse de l’eau. La deuxième conduite entrante 72 permet une entrée d’eau destinée à interagir avec l’ensemble des compartiments cathodiques du module d’électrolyse 70, par exemple pour les refroidir et/ou pour alimenter la réaction d’électrolyse de l’eau. Chaque conduite d’entrée 71, 72 comprend donc plusieurs orifices de sortie, chacun permettant une circulation d’eau à proximité des compartiments anodiques et cathodiques en fonction de la conduite d’entrée 71, 72 considérée. Le module d’électrolyse 70 comprend par ailleurs une première conduite sortante 73 qui fait la jonction avec la sortie de l’entretoise à l’intérieur du réacteur et une deuxième conduite sortante 74 qui fait la jonction avec l’évacuation de l’entretoise à l’intérieur du réacteur, toutes deux s’étendant également principalement selon la direction d’empilement E. La première conduite sortante 73 permet de récolter le mélange biphasique eau-oxygène produit à l’intérieur des compartiments anodiques du réacteur après circulation de l’eau à proximité des couches catalytiques anodiques du module d’électrolyse 70.
La deuxième conduite sortante 74 permet de récolter le mélange biphasique eau-hydrogène produit à l’intérieur des compartiments cathodiques du réacteur après circulation de l’eau à proximité des couches catalytiques cathodiques du module d’électrolyse 70.
Afin d’assurer l’empilement et l’étanchéité des cellules d’électrolyse 1 au sein du module d’électrolyse 70, ce dernier comprend également une pluralité de moyens de fixation 75 permettant de plaquer les cellules d’électrolyse 1 entre elles selon la direction d’empilement E.
de préférence, la source de lithium est au moins l’un parmi l'hydroxyde de lithium et le carbonate de lithium ; et
de préférence, la source de bore est l'acide borique.
Dans un troisième aspect, la présente invention fournit une batterie lithium-ion, comprenant le matériau de cathode en lithium manganèse fer phosphate de l'un quelconque des modes de réalisation mentionnés ci-dessus ou le matériau de cathode en lithium manganèse fer phosphate préparé par le procédé de préparation de l'un quelconque des modes de réalisation mentionnés ci-dessus.
La présente invention présente les effets bénéfiques suivants : en dopant les particules de lithium manganèse fer phosphate avec du bore et en faisant diminuer progressivement la quantité d'élément bore de l'intérieur vers l'extérieur le long du noyau, la conductivité du matériau de cathode diminue également en gradient en conséquence de l'intérieur vers l'extérieur, de sorte que le courant ne change pas soudainement, la résistance est réduite, et les performances électrochimiques du lithium manganèse fer phosphate sont améliorées efficacement. Par conséquent, la conductivité et les performances électrochimiques du matériau de cathode de lithium manganèse fer phosphate peuvent être améliorées efficacement sans affecter la capacité en grammes.
Afin d'illustrer plus clairement les solutions techniques des exemples de la présente invention, les dessins utilisés dans les exemples de la présente invention vont être brièvement décrits ci-dessous. Il convient de comprendre que les dessins qui suivent n'illustrent que quelques exemples de la présente invention et ne doivent donc pas être considérés comme des limitations de la portée. L'homme du métier peut également déduire d'autres dessins relatifs à partir de ces dessins sans impliquer un quelconque effort inventif.
est un motif DRX de matériaux préparés dans l'exemple 1 et l'exemple comparatif 1 ; et
est une image de microscope électronique à balayage, SEM, du matériau préparé dans l'exemple 1.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION Afin de clarifier les objectifs, les solutions techniques et les avantages des exemples de la présente invention, les solutions techniques des exemples de la présente invention vont être décrites de manière claire et complète ci-dessous. Dans les exemples où aucune condition spécifique n'est spécifiée, les conditions conventionnelles ou suggérées par le fabricant doivent être suivies. Les réactifs ou instruments utilisés sur lesquels aucun fabricant n'est indiqué sont tous des produits conventionnels disponibles dans le commerce.
La présente invention fournit un procédé de préparation d'un matériau de cathode en lithium manganèse fer phosohate, comprenant les étapes suivantes consistant à :
S1. Préparation d'un composé de lithium manganèse fer phosphate dopé au bore.
Le procédé de préparation du composé de lithium manganèse fer phosphate dopé au bore n'est pas limité, et peut être, sans y être limité, un procédé de réaction solvothermique.
Dans certains exemples, le composé de lithium manganèse fer phosphate est préparé par un procédé de réaction solvothermique avec une source de lithium, une source de phosphore, une source de bore, une source de fer, une source de manganèse, un agent réducteur et un premier solvant en tant que matières premières. Au cours du processus de fonctionnement réel, la source de lithium, la source de phosphore, la source de bore, la source de fer et la source de manganèse sont échantillonnées de manière stœchiométrique et mélangées avec l'agent réducteur et le premier solvant pour former une suspension, et la suspension est ensuite transférée dans un autoclave pour une réaction solvothermique à 160-200ºC pendant 2 à 6 h.