INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un aspect de l’invention, la première source de courant comprend un premier dispositif d’activation du premier dispositif de régulation relié au détecteur de surtension configuré pour basculer d’un état désactivé, dans lequel le premier dispositif de régulation est inactif, à un état activé, dans lequel le premier dispositif de régulation est actif, lorsque le détecteur de surtension détecte le niveau de surtension, le premier dispositif d’activation comprenant : Un premier détecteur de tension auxiliaire configuré pour déterminer une valeur de tension entre la première borne et la deuxième borne du canal de génération, Un premier détecteur de courant disposé entre la troisième borne du premier transistor et la deuxième source de courant configuré pour déterminer une valeur de courant à la troisième borne du premier transistor, le premier dispositif d’activation étant configuré pour basculer de l’état activé à l’état désactivé lorsque la valeur de tension déterminée par le premier détecteur de tension auxiliaire est inférieure à une deuxième valeur de tension prédéfinie et lorsque la valeur de courant déterminer par le premier détecteur de courant est nulle.
Selon un aspect de l’invention, la deuxième source de courant comprend : un deuxième transistor, le deuxième transistor comprenant : une première borne reliée à la deuxième borne du canal de génération, une deuxième borne reliée à la deuxième borne du canal de génération, une troisième borne reliée à la première source de courant, une deuxième diode comprenant une cathode reliée à la première borne du deuxième transistor et une anode reliée à la troisième borne du deuxième transistor, une deuxième résistance disposée entre la deuxième borne du canal de génération et la deuxième borne du deuxième transistor et reliée au détecteur de surtension, un deuxième dispositif de régulation du courant relié au détecteur de surtension, disposé entre la deuxième résistance et la deuxième borne du deuxième transistor et configuré pour limiter le courant traversant le deuxième transistor à une valeur de courant prédéfinie.
Selon un aspect de l’invention, la deuxième source de courant comprend un deuxième dispositif d’activation du deuxième dispositif de régulation relié au détecteur de surtension configuré pour basculer d’un état désactivé, dans lequel le deuxième dispositif de régulation est inactif, à un état activé, dans lequel le deuxième dispositif de régulation est actif, lorsque le détecteur de surtension détecte le niveau de surtension, le deuxième dispositif d’activation comprenant : Un deuxième détecteur de tension auxiliaire configuré pour déterminer une valeur de tension entre la première borne et la deuxième borne du canal de génération, Un deuxième détecteur de courant disposé entre la troisième borne du deuxième transistor et la première source de courant configuré pour déterminer une valeur de courant à la troisième borne du deuxième transistor, le deuxième dispositif d’activation étant configuré pour basculer de l’état activé à l’état désactivé lorsque la valeur de tension déterminée par le deuxième détecteur de tension auxiliaire est inférieure à une troisième valeur de tension prédéfinie et lorsque la valeur de courant déterminer par le deuxième détecteur de courant est nulle.
Selon un aspect de l’invention, le premier transistor est un transistor bipolaire.
Selon un aspect de l’invention, le deuxième transistor est un transistor bipolaire.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif de protection comprend un dispositif d’ouverture du dispositif de protection.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif de protection une première unité de protection, la première unité de protection comprenant la première source de courant et la deuxième source de courant, le dispositif de protection comprenant au moins une unité de protection additionnelle comprenant une première source de courant additionnelle identique à la première source de courant et une deuxième source de courant additionnelle identique à la deuxième source de courant, l’au moins une unité de protection additionnelle étant disposée en dérivation de la première unité de protection.
Dans un cas idéal, l'espace circonférentiel formant la section de refroidissement 24 a, sans tenir compte des rainures 26, une largeur uniforme.
Cependant, comme cela est légèrement visible sur la , la largeur de l'espace circonférentiel, c'est-à-dire la section de refroidissement 24, varie. En particulier, dans la zone des nervures 20, l'espace est plus large que dans les autres zones.
Afin d'assurer un refroidissement suffisant du stator 14, un anneau de recouvrement 28 est placé à une extrémité axiale du stator 14, tel qu'il est représenté sur les figures 1, 2, 3 et 5. L'anneau de recouvrement 28 couvre l'espace radial entre le stator 14 et le boîtier 12 au moins dans la zone de la nervure 20.
L’anneau de recouvrement28 est par exemple une pièce moulée par injection.
Dans le mode de réalisation représenté, l'anneau de recouvrement 28 n'est pas entièrement circonférentiel, mais présente une interruption circonférentielle 30 dans la zone du connecteur 18. En d'autres termes, l'anneau de recouvrement 28 est essentiellement en forme de U.
Dans la zone des nervures 20, l'anneau de recouvrement 28 présente des pattes 32 faisant saillie radialement.
Comme on peut le voir sur la , l’anneau de recouvrement28 présente des évidements 34 sur son bord extérieur 36.
Dans le mode de réalisation représenté, trois évidements 34 sont disposés entre deux nervures 20.
Les évidements 34 sont disposés à une distance circonférentielle des nervures 20 du stator 14. Ainsi, les évidements 34 n'affectent pas de manière significative la vitesse d'écoulement du liquide de refroidissement et n'empêchent donc pas la distribution du liquide de refroidissement dans la section de refroidissement 24.
Les évidements 34 sont également visibles sur la , qui montre l’anneau de recouvrement28 en vue de dessus.
Grâce aux évidements 34, le liquide de refroidissement peut sortir de la section de refroidissement 24 et s'écouler à travers les ouvertures formées par les évidements 34 pour frapper les enroulements du stator 16. Ainsi, le liquide de refroidissement peut être utilisé pour refroidir le stator 14 ainsi que les enroulements du stator 16.
La montre une vue en coupe de l'anneau de recouvrement 28, qui permet de voir le profil de l'anneau de recouvrement 28.
Lorsque l’anneau de recouvrement 28 est assemblé dans la machine électrique 10, elle vient en butée contre une paroi intérieure 38 du boîtier 12 avec son bord extérieur circonférentiel 36 (voir ).
L’anneau de recouvrement 28 comporte un collier s'étendant axialement 40 au niveau de son bord intérieur, dans lequel le collier s'étendant axialement 40 vient en butée contre une face d'extrémité axiale du stator 14.
Plus précisément, l'anneau de recouvrement 28 a un profil en forme de L.
Dans la vue agrandie de la , on voit un joint 42 qui est éventuellement disposé le long du bord de contact entre l’anneau de recouvrement28 et la paroi intérieure 38 du boîtier 12 ainsi que le long du bord de contact entre l’anneau de recouvrement28 et le stator 14.
La comparaison entre l’exemple 1 et l’exemple comparatif 3 montre que la croissance in situ du matériau de cathode à base de phosphate de lithium-manganèse-fer avec des changements de gradient dans les teneurs en Mn et Fe à la surface du matériau ternaire améliore la sécurité, la stabilité thermique et les performances cycliques du matériau ternaire à haute teneur en nickel.
Les demandeurs déclarent que le contenu décrit ci-dessus ne représente que les modes de réalisation spécifiques de la présente demande. Cependant, l’étendue de la protection de la présente demande ne s’y limite pas. Il devrait être clair pour l’homme du métier que toute modification ou substitution à laquelle l’homme du métier peut facilement penser dans le cadre de la portée technique divulguée dans la présente demande est comprise dans l’étendue de la protection et dans la divulgation de la présente demande.
Liant pour électrode, f ormulation d’électrode pour batterie Li-ion et procédé de fabrication d’électrode sans solvant La présente invention concerne de manière générale le domaine du stockage d’énergie électrique dans des batteries de stockage au lithium de type Li-ion. Plus spécifiquement, l’invention concerne un liant pour une électrode revêtue à sec pour une batterie Li-ion. Un autre sujet de l’invention est un procédé pour la préparation d’une électrode en utilisant ledit liant. L’invention concerne également des batteries lithium-ion fabriquées en incorporant ladite électrode.
Arrière-plan technologique de l’invention Une cellule élémentaire d’une batterie de stockage Li-ion ou d’une batterie au lithium comprend une anode (à la décharge), et une cathode (également à la décharge) généralement composée d’un composé d’insertion de lithium de type oxyde métallique, tel que LiMn2O4, LiCoO2 ou LiNiO2, entre lesquelles est inséré un électrolyte qui conduit les ions lithium.
Le procédé de fabrication actuel d’électrodes de batteries Lithium-ion, le procédé « slurry », fait appel à l’utilisation d’un solvant. Ce procédé consiste à préparer une encre en mélangeant un matériau actif, une charge conductrice et un liant polymère dans un solvant. Cette encre est ensuite déposée sur un collecteur de courant et le solvant est évaporé. Une large part de l’énergie consommée par ce procédé provient de l’étape d’évaporation du solvant. Une forte tendance dans le domaine des batteries Lithium-ion est de réduire les coûts de fabrication ce qui passe par limiter les coûts liés à la consommation d’énergie pour la fabrication.
Par comparaison avec le procédé conventionnel de fabrication d’électrodes en suspension humide, les procédés de fabrication à sec (sans solvant) sont plus simples ; ces procédés éliminent les émissions de composés organiques volatiles et offrent la possibilité de fabriquer des électrodes dotées d’épaisseurs plus grandes (> 120 µm), avec une densité d’énergie plus élevée du dispositif de stockage d’énergie final. Le changement de technologie de production aura peu d’impact sur le matériau actif des électrodes, cependant, les additifs de polymère responsables de l’intégrité mécanique des électrodes doivent être adaptés aux nouvelles conditions de fabrication. Le document US 2019/0305316 divulgue des films d’électrodes par traitement à sec comprenant un liant non fibrillable microparticulaire possédant certaines tailles de particules et un procédé d’obtention d’un film assez flexible pour être manipulé pour un traitement de rouleau à rouleau en utilisant des liants fibrillables. Cependant, les liants fibrillables requièrent un cisaillement supplémentaire en plus de la dispersion des composants. Ceci consomme beaucoup d’énergie et est destructif envers les matériaux actifs. Il est également connu du document US 2020/0313193 des films d’électrodes par traitement à sec comprenant un liant polymérique élastique dans lequel le film d’électrode à sec est autoportant et comprend au plus une quantité non substantielle de polytétrafluoroéthylène. Le document US 2020/0313193 divulgue principalement le polyéthylène, en tant que liant polymérique élastique, qui n’est pas assez stable électrochimiquement pour une utilisation à la fois dans une cathode et une anode des batteries secondaires lithium ion.
L’adhésion du revêtement sur le collecteur de courant obtenue avec un procédé sans solvant est souvent inférieure à celle obtenue avec un procédé slurry. Pour améliorer l’adhésion sur collecteur de courant, une solution consiste à avoir recours à un collecteur de courant recouvert d’un revêtement conducteur qui permet d’apporter l’adhésion sur collecteur de courant et d’assurer le transfert électronique entre collecteur de courant et le revêtement d’électrode. Cependant, cette solution est onéreuse et apporte un surcoût significatif.
Par conséquent, il existe le besoin d’un liant offrant une bonne résistance électrochimique, apportant une bonne adhésion sur collecteur de courant métallique via un procédé de fabrication sans solvant. Il est en outre indispensable que le dit liant ait une haute affinité avec les autres ingrédients de la formulation sans solvant ceci afin que lors du pressage ce liant apporte une cohésion intime.
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un liant pour électrode revêtue à sec d’une batterie secondaire comprenant un polymère fluoré A et un polymère acrylique B , caractérisé en ce que ledit liant est sous la forme d’une poudre.
Le liant selon la présente invention comprenant deux types de polymères, i.e. un polymère fluoré et un polymère à base acrylique, permet d’améliorer l’adhésion au collecteur de courant. La mise en œuvre du liant sous forme de poudre permet une mise en œuvre sans solvant depuis la phase de mélange des constituants jusqu’aux phases de dépôts sur collecteur de courant et de consolidation. En outre, l’utilisation d’un liant sous forme de poudre pour la fabrication de l’électrode permet d’éviter d’avoir recours à des étapes de broyage ou de dispersion après mélange avec les matériaux actifs et les agents conducteurs.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit liant possède une distribution de taille de particule dotée d’une D90 inférieur ou égal à 750 µm.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit polymère acrylique B a un pH compris entre 1,5 et 4,0 mesuré dans l’eau à température ambiante.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit polymère acrylique B comprend au moins 20% en poids d’unités monomériques contenant un groupement fonctionnel –CO 2 H sur base du poids total dudit polymère acrylique B .
Dans l’exemple considéré, le module de puissance comprend également, des éléments de commutation, disposés dans des modules de puissance. Les éléments de commutations peuvent être montées sur une des cartes électroniques 110.
Dans l’exemple considéré, le boîtier 120 comprend un couvercle supérieur, une plaque inférieure, des parois latérales et une chambre 130 définie par la plaque inférieure et les parois latérales. La chambre est utilisée pour loger la carte électronique et l'ensemble conducteur 1.
Dans l’exemple considéré, le jeu de barres omnibus 10 passe au moins un dispositif de noyau magnétique 3, ici deux. En d'autres termes, l'au moins un dispositif de noyau magnétique 3 entoure au moins partiellement le jeu de barres omnibus 10. Les noyaux magnétiques 3 sont logés dans la chambre 130.
D'autres éléments de l'équipement électrique 100, tels qu'une carte isolante et un dissipateur thermique, peuvent également être logés dans la chambre 130.
Dans l’exemple considéré, les autres composants électroniques peuvent comprendre un condensateur de liaison à courant continu.
Dans l’exemple considéré, le jeu de barres omnibus 10 deux barres omnibus. Le jeu de barres omnibus 10 comprend deux conducteurs électriques en plaque 2, une pour le B+ et une pour le B-, des premiers éléments de connexion 4, des deuxièmes éléments de connexion 5 et des troisièmes éléments de connexion 6. Les premiers éléments de connexion 4 sont configurés pour connecter électriquement chacune des deux barres omnibus 10 à la batterie. Les deuxièmes éléments de connexion 5 sont configurés pour connecter électriquement chacune des deux barres omnibus 10 à une des cartes électroniques. Les troisièmes éléments de connexion 6 sont configurés pour connecter électriquement chacune des deux barres omnibus 10 aux éléments de commutation.
La est une vue de l’ensemble conducteur 1 sans le boitier 120 de la ni les composants électroniques qui peuvent équiper l’équipement électrique.
La et la représentent l’ensemble conducteur 1 selon en vue en coupe et une vue en perspective. En particulier la coopération entre le jeu de barres omnibus1 et le dispositif de fixation 11 et la coopération entre le dispositif de fixation 11 avec le boitier 120. La représente le dispositif de fixation 11 seul.
Dans l’exemple considéré, le dispositif de fixation 11 sur le boitier 120 du jeu de barres omnibus 10 comprend un support 20 fixé sur le boitier 120 et un couvercle 21. Le dispositif de fixation présente un jeu de fentes 22, ici deux. Chaque fente 22 est respectivement traversée par une des barres omnibus 10.
Dans l’exemple considéré, Selon un aspect de l’invention, le jeu de fentes 22 est ménagé dans le support 20.
Dans l’exemple considéré, le support 20 et le couvercle 21 comprennent chacun deux rampes 23 inclinées par rapport à une direction d’insertion X de sorte que lorsque le support 20 et le couvercle 21 glissent l’un sur l’autre via les rampes inclinées 23 selon la direction d’insertion X, le volume des fentes 22 se réduit et le dispositif de fixation 11, ici le support 20, pince le jeu de barres omnibus 10.
Dans l’exemple considéré, le boitier 120 comprend un socle 25 sensiblement transversal à la direction d’insertion X qui immobilise le couvercle 21 dans ladite direction d’insertion X de sorte lorsque le support 20 glisse sur le couvercle 21 fixe dans la direction d’insertion X.
Cet assemblage permet de réduire le coût de fabrication car la pièce de fixation est de fabrication simple. La colle n’est pas nécessaire non plus pour une telle fixation ce qui permet de supprimer une opération de fabrication sur la ligne de fabrication.
Cet assemblage permet également de se défaire des problèmes de fissures plastiques que rencontrent les dispositifs de fixation surmoulés en amont de l’insertion des jeux de barres dans l’équipement électrique. L’absence de surmoulage et le pincement des barres omnibus octroient une tolérance d’assemblage qui permet aux barres omnibus de se dilater sans risque de casser le dispositif de fixation.
Cet assemblage moins volumineux qu’un assemblage par surmoulage permet d’augmenter les zones de refroidissement éventuelles du jeu de barres omnibus.
Dans un exemple non représenté, chacun du support 20 et du couvercle 21 présente une unique rampe inclinée 23.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel : - la représente une vue schématique partielle d’un stator selon un premier mode de réalisation de l’invention, - la représente une autre vue schématique partielle du stator de la , - la représente une vue schématique partielle d’un stator selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, - la représente une vue schématique partielle d’un stator selon un troisième mode de réalisation de l’invention, - la représente une vue schématique partielle d’un stator selon un quatrième mode de réalisation de l’invention, - la représente une vue schématique partielle éclatée d’une machine électrique tournante comprenant le stator de la , - la représente une vue schématique partielle d’un enroulement de phase du stator de la , - la représente une vue schématique partielle d’une machine électrique tournante comprenant deux stators selon le quatrième mode de réalisation de l’invention, - la représente une vue schématique partielle d’une machine électrique tournante comprenant un stator selon un cinquième mode de réalisation de l’invention, - la représente une vue schématique partielle d’une machine électrique tournante comprenant un stator selon un sixième mode de réalisation de l’invention.
La représente une vue partielle schématique d’un stator 2 selon un premier mode de réalisation de l’invention pour machine électrique tournante 1 à flux axial. La machine électrique tournante 1 comprend en outre un rotor 3, non représenté sur la , ayant un axe de rotation A. Le rotor 3 a un premier nombre p de pôles 24 de rotor 3.
Comme représenté sur la , un pas polaire est défini comme l’angle 27 entre des pôles 24 de rotor 3 adjacents. Le stator 2 comprend un deuxième nombre m de phases. Chaque phase occupe au moins un secteur de stator élémentaire 20 distinct. Chaque secteur de stator élémentaire 20 comprend un enroulement de phase 9 enroulé autour d’un noyau élémentaire 4. Des dents 5 sont formées dans le noyau élémentaire 4 de chacun des secteurs de stator élémentaires 20. Les dents 5 sont séparées par des encoches 14 dans lesquels est logé l’enroulement de phase 9. Chaque noyau élémentaire 4 comprend une première encoche d’extrémité 34 et une deuxième encoche d’extrémité 35. La première encoche d’extrémité 34 et la deuxième encoche d’extrémité 35 sont, parmi les encoches 14 d’un noyau élémentaire 4, les encoches 14 circonférentiellement les plus éloignées l’une de l’autre.
Par exemple, le stator comprend six enroulements de phase 9 enroulés autour d’un noyau élémentaire 4.
La représente une autre vue du stator 2 selon le premier mode de réalisation de l’invention. Un angle de décalage D peut être défini entre la première encoche d’extrémité 34 et la deuxième encoche d’extrémité 35 de deux secteurs de stator élémentaires 20 adjacents. L’angle de décalage D est par exemple supérieur au pas polaire.
Par exemple 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 20.
Par exemple, un troisième nombre défini par l’expression D/(360/m) est un nombre entier, m étant le deuxième nombre de phases.
Par exemple, chaque enroulement de phase 9 comprend des spires dont l’axe est parallèle à l’axe de rotation A.
Le stator 2 selon le premier mode de réalisation de l’invention représenté sur la et la comprend par exemple des enroulements de phase 9 comprenant des bobines 36 enroulées chacune autour d’une dent 5. Les bobines 36 peuvent être connectées en série ou en parallèle. Pour une bonne lisibilité des figures, la connexion entre les bobines d’un enroulement de phase 9 n’est pas représentée sur les figures.
Le stator 2 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention représenté sur la et le stator 2 selon le troisième mode de réalisation de l’invention représenté sur la comprennent par exemple également des enroulements de phase 9 comprenant des bobines 36 enroulées chacune autour d’une dent 5, les bobines 36 pouvant être connectées en série ou en parallèle.
Les noyaux élémentaires 4 adjacents sont par exemple séparés par une barrière de flux 28. La barrière de flux 28 est par exemple réalisée dans un matériau amagnétique. La barrière de flux 28 est par exemple réalisée dans un matériau plastique notamment en PVC, en PA66, en PEEK ou en polymère à cristaux liquides (LCP pour Liquid Crystal Polymer en anglais).
Par exemple, comme représenté sur la , la , la , la et la , la barrière de flux 28 s’étend sur toute l’épaisseur axiale du stator 2. Par exemple, le stator représenté sur ces figures comprend six barrières de flux 28.
Dans un exemple non représenté, seul un du support 20 et du couvercle 21 présente une rampe inclinée 23, l’autre du support 20 et du couvercle 21 présente une forme quelconque qui permet de mettre en œuvre un contact linéaire, par exemple une forme arrondie.
Dans l’exemple considéré, les rampes 23 sont rectilignes et elles présentent un angle par rapport à la direction d’insertion compris entre 80 degrés et 10 degrés, de préférence entre 60 degrés et 30 degrés, par exemple 45 degrés.
Dans un exemple non représenté, les rampes inclinées peuvent être concave, ou convexe.
Dans l’exemple considéré, le support 20 comprend une base 30 depuis laquelle s’étend dans la direction d’insertion X un muret central 31 et deux murets latéraux 32 de part et d’autre du muret central 31. Les deux murets latéraux 32 et le muret central 31 délimitent les deux fentes 22. Le muret central 31 présente une extrémité libre 33 et les murets latéraux 32 présentent chacun une extrémité libre 34. La base 30 présente une direction d’extension sensiblement perpendiculaire à la direction d’insertion X. Le deux fentes 22 sont délimitées par la base 30 et par le couvercle 21 dans la direction d’insertion X.
Dans l’exemple considéré, chacune des extrémités libres 34 des murets latéraux 32 comprend une des rampes inclinées 23. Le support 20 comprend donc deux rampes inclinées 23 qui glissent, lors de l’insertion, chacune sur une des rampes inclinées 23 du couvercle 21.