INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Par ailleurs, chaque compartiment 32 de l’organe d’espacement rigide 3 est de forme sensiblement cylindrique pour épouser la forme de la cellule 2 qu’il reçoit, le diamètre de ce compartiment 32 étant toutefois supérieur à celui de cette cellule 2 de sorte à maintenir un jeu entre la paroi de ce compartiment et la surface extérieur de cette cellule. Ce jeu forme ainsi une lame d’air séparant cette paroi du compartiment de la surface extérieure de la cellule.
Comme montré en , chaque compartiment 32 est équipé de plusieurs plots de contact 32a, faisant chacun saillie radialement depuis la paroi du compartiment et répartis sur tout le pourtour de cette paroi et sur toute la hauteur du compartiment. Si le diamètre du compartiment 32 permet, entre autres, une insertion facile de la cellule 2, ces plots 32a permettent de maintenir la cellule 2 dans ce compartiment 32 en minimisant la surface de contact.
Dans l’exemple décrit, la surface périphérique 31a de l’organe d’espacement rigide 3 est lisse. On pourra avantageusement prévoir que cette surface périphérique 31a présente un profil épousant la forme des compartiments 32, de sorte à limiter la quantité de matière employée pour sa fabrication.
Afin d’assembler la batterie 1 et de mettre en contact les éléments connecteurs 43 des cartes 41 et 42 avec les bornes 23 des cellules 2, la batterie 1 comporte une première plaque de pression 51, venant en appui sur la première carte 41, à l’opposé de l’organe 3, et une deuxième plaque de pression 52, venant en appui sur la deuxième carte 42, à l’opposé de l’organe 3. Les dimensions des plaques de pression 51 et 52 sont sensiblement identiques à celles des cartes de circuit imprimé 41 et 42, de sorte que chaque plaque de pression vient recouvrir totalement la carte de circuit imprimé contre laquelle elle est en appui.
On notera que l’organe d’espacement 3, les cartes de circuit imprimé 41 et 42 et les plaques de pression 51 et 52 sont chacun pourvu d’une pluralité d’orifices 53, chaque orifice 53 de l’organe d’espacement 3 étant destiné à être aligné avec un orifice 53 de la carte 41, de la carte 42, de la plaque 51 et de la plaque 52 lorsque la batterie est assemblée.
La batterie 1 comporte également une pluralité de tiges de liaison 54 (représentées uniquement en ), chaque tige étant filetée à ses extrémités. Chaque tige 54 est ainsi insérées, une fois les différents éléments de la batterie 1 assemblés, dans un alignement d’orifices 53 et un élément de serrage 55, de type rondelle et écrou dans l’exemple décrit, est vissé sur chaque extrémité filetée de cette tige 54.
Cet élément de serrage 55 vient ainsi appuyer sur l’une des plaques de liaison 51, 52 et exerce alors un effort dirigé vers l’autre des plaques de pression. Chaque plaque exerce également un effort homogène sur la carte de circuit imprimé contre laquelle elle est en appui. Par conséquent, les première et deuxième cartes de circuit imprimé 41 et 42 sont serrées l’une vers l’autre au moyen pour générer un effort sur les languettes 46 vers l’intérieur de la batterie. Cet effort vient ainsi maintenir les cellules 2 en position entre les première et deuxième cartes de circuit imprimé 41 et 42. En contrepartie, chacune des cellules 2 exerce, au niveau de sa face d’extrémité supérieure 21, respectivement inférieure 22, un effort sur la languette 46 de la première carte de circuit imprimé 41, respectivement de la deuxième carte de circuit imprimé 42, en vis-à-vis de laquelle elle est disposée. Chaque languette 46 est ainsi déformée élastiquement par l’une des cellules 2 en étant poussée vers l’extérieur de la batterie 1.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention non représenté, les barrières de flux 27 sont formées de matière avec la couronne externe 16.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention non représenté, les barrières de flux 27 sont formées de matière avec la couronne interne 17.
La représente un deuxième mode de réalisation de l’invention. Le deuxième mode de réalisation de l’invention est similaire au premier mode de réalisation de l’invention cependant la couronne externe 16 ne comprend pas de pattes d’appui internes et la couronne interne 17 ne comprend pas de pattes d’appui externes. Le positionnement des secteurs de noyau élémentaires 4, des premiers secteurs de noyau d’extrémité 21 et des deuxièmes secteurs de noyau d’extrémité 22 par rapport à la couronne interne et la couronne externe est par exemple réalisé avec un outil de positionnement lors de la fabrication et figé à l’aide d’une résine durcissable, par exemple une résine thermodurcissable.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, le stator ne comprend pas de premiers secteurs de noyau d’extrémité et des deuxièmes secteurs de noyau d’extrémité. Le stator comprend par exemple un ensemble de secteurs de noyau élémentaires, chaque secteur de noyau élémentaire étant adjacent de deux autres secteurs de noyau élémentaires.
Stator pour machine électrique tournante à flux axial et machine électrique tournante L’invention porte sur un stator pour machine électrique tournante à flux axial ainsi que sur une machine électrique tournante à flux axial équipé d’un tel stator.
Il est connu de la demande WO2020208425A1 machine électrique tournante comprenant un stator et un rotor ayant un axe de rotation (A) et ayant un premier nombre de pôles de rotor, le stator comprenant un deuxième nombre de phases, chaque phase occupant au moins un secteur de stator élémentaire distinct, chaque secteur de stator élémentaire comprenant un enroulement de phase enroulé autour d’un noyau élémentaire, des dents orientées radialement vers le rotor et étant formées dans le noyau élémentaire de chacun des secteurs de stator élémentaires, les dents étant séparées par des encoches dans lesquels est logé l’enroulement de phase.
Une telle machine à flux radial présente l’inconvénient de générer du bruit et des vibrations dus à une distribution asymétrique des efforts radiaux générés dans la machine électrique tournante. Il est possible de réduire le bruit et les vibrations en utilisant un nombre de secteur de stator élémentaires mais en réduisant le couple de la machine électrique tournante.
L’invention porte sur un stator pour machine électrique tournante à flux axial comprenant un rotor ayant un axe de rotation et ayant un premier nombre de pôles de rotor, un pas polaire étant défini comme l’angle entre des pôles de rotor adjacents, le stator comprenant un deuxième nombre de phases, chaque phase occupant au moins un secteur de stator élémentaire distinct, chaque secteur de stator élémentaire comprenant un enroulement de phase enroulé autour d’un noyau élémentaire, des dents étant formées dans le noyau élémentaire de chacun des secteurs de stator élémentaires, les dents étant séparées par des encoches dans lesquels est logé l’enroulement de phase, chaque noyau élémentaire comprenant une première encoche d’extrémité et une deuxième encoche d’extrémité, la première encoche d’extrémité et la deuxième encoche d’extrémité étant, parmi les encoches d’un noyau élémentaire, les encoches circonférentiellement les plus éloignées l’une de l’autre.
Un tel stator permet d’augmenter la puissance massique de la machine électrique tournante en augmentant le nombre de pôles du rotor sans réduire la largeur des dents.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, un angle de décalage est défini entre la première encoche d’extrémité et la deuxième encoche d’extrémité de deux secteurs de stator élémentaires adjacents, l’angle de décalage étant supérieur au pas polaire.
Un tel angle de décalage permet de réduire l’amplitude des harmoniques et donc de réduire le bruit de la machine électrique tournante.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention l’angle de décalage D est égal à : D=(360-τp(Ne-n))/n, τp étant le pas polaire, Ne étant le nombre total d’encoches, n étant le nombre de secteurs de stator élémentaires.
Un tel angle de décalage permet d’augmenter le nombre de pôles du rotor sans réduire la largeur des dents.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, un troisième nombre défini par l’expression D/(360/m) est un nombre entier, m étant le deuxième nombre de phases.
Selon une caractéristique supplémentaire de l’invention, chaque enroulement de phase comprend des spires dont l’axe est parallèle à l’axe de rotation.
Le terme « agitation » sous-entend « jusqu’à dissolution totale ou répartition homogène à l’œil nu ».
Les suspensions des encres ainsi préparées aux étapes 1a-1f sont ensuite enduites sur un feuillard de cuivre, et l’ensemble est soumis à 80°C pendant une durée typiquement comprise entre quelques minutes et une heure, jusqu’à évaporation de l’eau. L’évaporation de l’eau peut être identifiée par pesée, lorsque la masse ne varie plus au cours du temps lorsque l’on augmente le temps de séchage.
Le calandrage de l’électrode ainsi préparée est effectué par passage de l’électrode entre deux rouleaux afin de diminuer la porosité de l’électrode à la valeur voulue. Répartition au sein de l’électrode
L’électrode après séchage peut être caractérisée par microscopie électronique à balayage (MEB) afin de faire apparaître la répartition de l’additif au sein de l’électrode de sorte qu’elle soit uniforme et sans agglomérats, l’additif étant situé entre les particules de matières actives sans toutefois recouvrir intégralement celles-ci. Mise en évidence des propriétés électrochimiques
Des piles boutons ont été préparées pour effectuer les mesures de caractérisations électrochimiques avec une contre électrode de Li métal : L’électrode précédemment préparée est découpée au bon diamètre afin d’être insérée dans le support pile bouton, Un séparateur en polymère, typiquement en polypropylène, et un électrolyte standard comprenant un sel de lithium (LiPF 6 ) dissout dans un mélange de carbonates y sont ajoutés ainsi que le disque de Lithium métal qui joue ici le rôle de contre-électrode.
Une fois la pile bouton scellée, elle est branchée à un système de cyclage de type potentiostat permettant de générer un courant de quelques µA à quelques mA qui va dépendre de la capacité (mAh) de la pile testée et du régime de courant souhaité (C/X),
Par un système d’application de courant + et –, des cycles de charge et de décharge peuvent ainsi être effectués.
Ainsi, une capacité de décharge en fonction d’un nombre de cycles est déterminée.
Le début du cyclage commence par un cycle de formation en température (1 er point des courbes), puis le vieillissement (pour l’étude de la durée de vie) s’effectue à T°C ambiante. Des « cycles de contrôle », effectués à des régimes de cyclage plus lents, peuvent être insérés lors du vieillissement.
MATÉRIAU DE CATHODE TERNAIRE MODIFIÉ, SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET SON UTILISATION La présente demande a trait au domaine technique des batteries au lithium-ion et se rapporte à un matériau de cathode ternaire modifié, à son procédé de préparation et à son utilisation.
Au cours des dernières décennies, les batteries au lithium-ion ont suscité un intérêt croissant du fait de leur haute densité énergétique, de leur faible poids, de leur longue durée de vie et de leur respect de l’environnement, et elles ont été largement utilisées dans des domaines tels que les véhicules électriques et les dispositifs électroniques. Parallèlement, sous l’effet de l’influence des politiques de marché et de l’exigence croissante d’une grande longévité des véhicules électriques, la demande de batteries au lithium-ion à haute densité énergétique augmente également. Cependant, la capacité spécifique des matériaux de cathode constitue un facteur clé lorsqu’il s’agit de déterminer la densité énergétique des batteries. Les matériaux ternaires à haute teneur en nickel ont suscité beaucoup d’intérêt du fait de leurs avantages, tels qu’une capacité spécifique élevée, un faible coût, le respect de l’environnement, le fait qu’ils ne nécessitent pas d’électrolyte haute tension, etc.
La stabilité thermique des matériaux diminue à mesure que la teneur en nickel augmente ; en outre, la sécurité des batteries diminue à mesure que la teneur en nickel augmente.
Le brevet CN110233249A divulgue un matériau de cathode ternaire à haute teneur en nickel enrobé d’une nanopoudre de phosphate de lithium-fer, et son procédé de préparation, incluant les étapes suivantes : (1) mélange d’un précurseur nickel-cobalt-manganèse et d’une source de lithium dans un dispositif de mélange selon un rapport de lithiation donné pour obtenir un mélange précurseur ternaire ; (2) calcination du mélange précurseur ternaire obtenu à l’étape (1) et broyage ; (3) préparation d’une solution de polyéthylène glycol, ajout d’une nanopoudre de phosphate de lithium-fer dans la solution et agitation continue jusqu’à ce qu’un gel soit formé ; immersion d’un matériau ternaire à haute teneur en nickel ne nécessitant pas d’être enrobé de phosphate de lithium-fer dans le gel obtenu, et agitation continue pour obtenir un mélange ; et (4) séchage du mélange et enrobage du phosphate de lithium-fer sur la surface du matériau ternaire à haute teneur en nickel ; frittage du matériau obtenu après séchage, et broyage pour obtenir un matériau de cathode ternaire à haute teneur en nickel enrobé de phosphate de lithium-fer.
Le brevet CN111668464A divulgue un matériau de cathode ternaire à base de nickel-cobalt-aluminium enrobé de phosphate de lithium-fer, son procédé de préparation et son utilisation. Un procédé de préparation du matériau de cathode ternaire à base de nickel-cobalt-aluminium enrobé de phosphate de lithium-fer est comme suit : dispersion uniforme d’eau, d’une source de carbone et de phosphate de fer, et broyage pour obtenir une taille de particule de 200-400 nm ; dispersion uniforme d’eau et d’hydroxyde de nickel-cobalt-aluminium, et broyage pour obtenir une taille de particule de 5-10 μm ; mélange uniforme des deux boues, ajout de sel de lithium, broyage à billes des boues, et mélange pour obtenir une boue mixte, séchage de la boue mixte pour obtenir un matériau en poudre ; et frittage du matériau en poudre dans une atmosphère d’oxygène pour obtenir le matériau de cathode ternaire à base de nickel-cobalt-aluminium enrobé de phosphate de lithium-fer.
Les solutions décrites ci-dessus améliorent la sécurité des matériaux grâce à la croissance in situ ou au broyage-enrobage du matériau de cathode à base de phosphate de lithium-fer sur la surface du matériau de cathode ternaire à haute teneur en nickel. Toutefois, une calcination à haute température est nécessaire dans le cadre du processus de synthèse du phosphate de lithium-fer, et les ions nickel trivalents et les ions cobalt trivalents dans les matériaux ternaires à haute température peuvent réagir avec les fers divalents dans le phosphate de lithium-fer, ce qui affecte par conséquent les performances globales des matériaux.
Le deuxième mode réalisation de l’invention est similaire au premier mode de réalisation de l’invention. Cependant la barrière de flux 28 du deuxième mode de réalisation de l’invention ne s’étend pas sur toute l’épaisseur axiale du stator mais seulement sur une fraction de l’épaisseur axiale du stator, par exemple sur 20% à 80% de l’épaisseur axiale du stator. Par exemple la barrière de flux 28 comprend une ouverture 49 formée dans une section de liaison 38 entre deux noyaux élémentaires 4.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, la barrière de flux 28 comprend un insert logé dans l’ouverture 49. Par exemple, l’insert est réalisé dans un matériau amagnétique. Par exemple, l’insert est réalisé en plastique, notamment en PVC, en PA66, en PEEK ou en polymère à cristaux liquides (LCP pour Liquid Crystal Polymer en anglais)..
Les dents 5 peuvent comprendre des premières dents 40 et des deuxièmes dents 41. Les premières dents 40 sont par exemple formées d’un premier coté 42 du noyau élémentaire 4 et les deuxièmes dents 41 sont formées d’un deuxième côté 43 du noyau élémentaire 4, le deuxième côté 43 étant opposé axialement au premier côté 42. De telles premières dents 40 et deuxièmes dents 41 sont par exemple visibles sur la , la , la , la et la . Les machines électriques comprenant un stator 2 avec de telles premières dents 40 et deuxièmes dents 41 peuvent comprendre deux rotors 3, les pôles d’un premier rotor 3 faisant face aux premières dents 40 et les pôles d’un deuxième rotor 3 faisant face aux deuxièmes dents.
La représente un stator 2 selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Le troisième mode de réalisation de l’invention est similaire au premier mode de réalisation de l’invention. Cependant dans ce troisième mode de réalisation de l’invention, le noyau élémentaire 4 peut comprendre un élément de séparation 44. L’élément de séparation 44 est par exemple réalisé dans un matériau amagnétique, axialement entre les premières dents 40 et les deuxièmes dents 41. L’élément de séparation 44 est par exemple réalisé en plastique notamment en PVC, en PA66, en PEEK ou en polymère à cristaux liquides (LCP pour Liquid Crystal Polymer en anglais).
L’élément de séparation 44 est par exemple formé de matière avec la barrière de flux 28.
La représente un stator selon un quatrième mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode réalisation de l’invention, chaque enroulement de phase 9 comprend, comme dans les premier, deuxième et troisième modes de réalisation de l’invention, des spires dont l’axe est parallèle à l’axe de rotation A. Chaque dent 5 peut comprendre un bord radialement externe 37 et un bord radialement interne 38. Chaque enroulement de phase 9 comprend par exemple un conducteur électrique 39. Le conducteur électrique 39 passe par exemple successivement dans les différentes encoches 14 adjacentes d’un secteur de stator élémentaire 20, le conducteur 39 passant entre les encoches 14 alternativement autour du bord radialement externe 37 et du bord radialement interne 38.
Le conducteur électrique 39 de chaque enroulement de phase peut passer plusieurs fois dans chaque encoche 14, la première encoche d’extrémité 34 et/ou la deuxième encoche d’extrémité 35. Par exemple le conducteurs électrique 39 passe deux fois dans chaque encoche 14, première encoche d’extrémité 34 et deuxième encoche d’extrémité 35. La première encoche d’extrémité 34 et/ou la deuxième encoche d’extrémité 35 forment des encoches de retour permettant d’avoir un sens de courant unique dans chacune des encoches 14.
La présente une vue éclatée partielle d’une machine électrique tournante 1 à flux axial comprenant un stator 2 selon le quatrième mode de réalisation de l’invention de la et rotor 3. Le rotor 3 comprend par exemple un support 33 sur lequel sont fixés des aimants formant les pôles 24.
La représente une vue d’un enroulement de phase 9 utilisé dans le quatrième mode de réalisation de l’invention.
La représente une machine électrique tournante à flux axial comprenant deux stators 2 selon le quatrième mode de réalisation de l’invention. Par exemple les dents 5 d’un premier stator 2 et les dents d’un deuxième stator 2 sont orientées de manière à se faire face. Le rotor 3 est positionné axialement entre les dents 5 du premier stator 2 et les dents 5 du deuxième stator 2.
Les modes de réalisations de l’invention représentés sur la , la et la ne comprennent pas de barrière de flux.
Dans un autre mode de réalisation de l’invention non représenté, les noyaux élémentaires adjacents sont séparés par des barrière de flux.
La représente une machine électrique tournante à flux axial comprenant un stator selon un cinquième mode de réalisation de l’invention dans lequel chaque enroulement 9 de phase comprend des spires dont l’axe est orthoradial. Comme dans le premier mode de réalisation de l’invention, les noyaux élémentaires 4 adjacents peuvent être séparés par une barrière de flux 28.
La représente une machine électrique tournante à flux axial comprenant un stator selon un sixième mode de réalisation de l’invention similaire au cinquième mode de réalisation de l’invention. Dans ce mode réalisation de l’invention, chaque noyau élémentaire 4 peut comprendre une surface radialement externe 18 et une surface radialement interne 19. Pour faciliter la lecture des figures la surface radialement externe 18 et la surface radialement interne 19 sont présentées sur le cinquième mode de réalisation de l’invention de la . Le sixième mode de réalisation de l’invention est similaire. Le stator peut comprendre en outre une couronne externe 16 et une couronne interne 17. La surface radialement externe 18 des noyaux élémentaires 4 est, par exemple, en contact avec la couronne externe 16 et la surface radialement interne 19 des noyaux élémentaires 4 est, par exemple, en contact avec la couronne interne 17. Par exemple la couronne externe 16 et/ou la couronne interne 19 sont réalisées dans un matériau amagnétique, par exemple en plastique notamment en PVC, en PA66, en PEEK ou en polymère à cristaux liquides (LCP pour Liquid Crystal Polymer en anglais). Le stator selon le sixième mode de réalisation de l’invention peut comprendre une pluralité de couronnes externes 16, notamment deux couronnes externes 16. Dans un autre mode de réalisation de l’invention, le stator comprend une unique couronne externe. Le stator peut aussi comprendre une pluralité de couronnes internes 17, notamment deux couronnes internes 17. Dans un autre mode de réalisation de l’invention non représenté, le stator comprend une unique couronne interne.
Dans les différents modes de réalisation de l’invention, les dents 5 peuvent comprendre, à leur extrémité axiale apte à faire face au rotor 3, au moins une aile 45 s’étendant circonférentiellement dans la direction d’une dent 5 adjacente. Une première distance 47 entre l’aile 45 et la dent 5 adjacente étant inférieure à une largeur 46 de l’encoche entre la dent 5 comprenant l’aile 45 et la dent 5 adjacente.
Stator et machine électrique tournante polyphasée à flux électromagnétique axial Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un stator et une machine électrique tournante polyphasée à flux électromagnétique axial. L’invention concerne également un procédé d’assemblage d’un stator de machine électrique tournante polyphasée à flux électromagnétique axial.
Le procédé décrit ci-dessus présente une efficacité élevée d’élimination des impuretés, une faible perte de métaux précieux, une faible consommation de matériaux auxiliaires et une moindre génération de scories de déchets ; et le cycle de fonctionnement est raccourci, l’investissement en équipement est réduit, aucun gaz toxique et nocif n’est produit et la sécurité est améliorée.
De préférence, une masse sur une base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté représente 3% à 20% par rapport à une masse du lixiviat de batterie au lithium usagée. Lors de la première élimination du cuivre, une température de réaction est comprise entre 50 et 90°C et un temps de réaction est compris entre 1 et 5 h. Lorsque la première élimination des impuretés est réalisée dans de telles conditions de processus, le cuivre peut être mieux éliminé du lixiviat, de sorte que la teneur en cuivre soit réduite à moins de 1 g/L. De plus, les métaux de moindre valeur sont enlevés par les scories de cuivre générées, et sur la base de la détection sur les scories de cuivre lavées à l’eau, la masse de Cu/masse de Ni dedans est supérieure à 15. Facultativement, la masse sur une base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté peut représenter 3% à 15%, ou 3% à 12%, par rapport à la masse du lixiviat de batterie au lithium usagée.
De préférence, la masse sur une base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté peut également représenter 5%, ou 10%, ou 13%, ou 16%, ou 18% par rapport à la masse du lixiviat de batterie au lithium usagée.
Dans la présente divulgation, un procédé pour calculer les « 3% à 20% » dans l’expression « une masse sur une base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté représente 3% à 20% par rapport à la masse du lixiviat de batterie au lithium usagée » est le suivant : la valeur en grammes de la base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté/la valeur en millilitres du lixiviat de batterie au lithium × 100% et les procédés de calcul pour d’autres expressions similaires sont similaires.