INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Compte tenu des lacunes de la technique antérieure, un objectif de la présente demande est de fournir un matériau de cathode à double revêtement, un procédé de préparation associé et une utilisation de celui-ci. Dans la présente demande, un matériau de cathode contenant du manganèse est utilisé comme noyau, une couche de revêtement de bore appliquée en revêtement sur la surface du noyau est utilisée comme première couche d'enveloppe, et une couche de revêtement de carbone appliquée en revêtement sur la surface de la première couche d'enveloppe est utilisée comme seconde couche d'enveloppe, de manière à former le matériau de cathode à double revêtement. En tant que première couche d'enveloppe, la couche de revêtement de bore améliore non seulement les performances de conduction et la stabilité structurelle du matériau de cathode, mais renforce également l'interaction entre la couche de revêtement de carbone et le noyau du matériau de cathode contenant du manganèse, de sorte qu'une application en revêtement uniforme de la couche de revêtement de carbone peut être réalisée, et les performances de conduction du matériau de cathode à double revêtement sont améliorées efficacement. Pendant ce temps, le matériau de cathode à double revêtement peut maintenir une capacité plus élevée à une vitesse élevée et présente un excellent taux de rétention de capacité à une vitesse élevée.
Afin d'atteindre l'objectif de la présente demande, la présente demande adopte les solutions techniques ci-dessous.
Selon un premier aspect, la présente demande fournit un matériau de cathode à double revêtement, et le matériau de cathode à double revêtement comprend un noyau de matériau de cathode contenant du manganèse, et une première couche d'enveloppe et une seconde couche d'enveloppe qui sont appliquées en revêtement séquentiellement sur la surface du noyau. dans lequel, la première couche d'enveloppe est une couche de revêtement de bore, et la seconde couche d'enveloppe est une couche de revêtement de carbone.
Dans la présente demande, le matériau de cathode contenant du manganèse est utilisé comme noyau, la couche de revêtement de bore appliquée en revêtement sur la surface du noyau est utilisée comme première couche d'enveloppe, et la couche de revêtement de carbone appliquée en revêtement sur la surface de la première couche d'enveloppe est utilisée comme seconde couche d'enveloppe, de manière à former le matériau de cathode à double revêtement. Le bore dans la couche de revêtement de bore qui est la première couche d'enveloppe peut former des liaisons Mn-B avec le manganèse dans le noyau pour améliorer les performances de conduction du matériau, et pendant ce temps, les liaisons Mn-B peuvent également empêcher le Mn de se libérer de la surface du matériau de cathode pendant le processus de charge et de décharge, de manière à stabiliser la structure du matériau. En outre, la couche de revêtement de bore, en tant que couche intermédiaire entre le noyau et la couche de revêtement de carbone, joue le rôle important de pont ; et l'interaction entre la couche de revêtement de carbone et le noyau du matériau de cathode contenant du manganèse est renforcée par la couche de revêtement de bore, en réalisant ainsi l’application en revêtement uniforme de la couche de revêtement de carbone, et en améliorant efficacement les performances de conduction du matériau de cathode à double revêtement. Pendant ce temps, le matériau de cathode à double revêtement peut maintenir une capacité plus élevée à une vitesse élevée et présente un excellent taux de rétention de capacité à une vitesse élevée.
Dans la présente demande, le noyau de matériau de cathode contenant du manganèse présente une faible affinité avec la couche de revêtement de carbone, et si la couche de revêtement de bore n'est pas ajoutée, il est difficile d'obtenir une couche de revêtement de carbone uniforme, et il sera facile pour la couche de revêtement de carbone de se libérer du matériau de cathode contenant du manganèse pendant le processus de cyclage.
Facultativement, sur la base d'une masse du matériau de cathode à double revêtement de 100 %, la couche de revêtement de bore présente une fraction massique de 1 % à 3 %, telle que 1 %, 1,2 %, 1,4 %, 1,6 %, 1,8 %, 2 %, 2,2 %, 2,4 %, 2,6 %, 2,8 % ou 3 %.
Dans la présente demande, si la fraction massique de la couche de revêtement de bore est trop faible, l'uniformité de la couche de revêtement de carbone suivante sera affectée, et les performances de conduction et la capacité de vitesse du matériau ne peuvent pas être améliorées ; et si la fraction massique de la couche de revêtement de bore est trop élevée, la capacité en grammes sera affectée.
Facultativement, la couche de revêtement de bore et la couche de revêtement de carbone présentent un rapport massique de 1:(de 0,5 à 2), comme 1:0,5, 1:0,6, 1:0,7, 1:0,8, 1:0,9, 1:1, 1:1,1, 1:1,2, 1:1,3, 1:1,4, 1:1,5, 1:1,6, 1:1,7, 1:1,8, 1:1,9 ou 1:2.
Dans la présente demande, si le rapport massique de la couche de revêtement de bore à la couche de revêtement de carbone est trop petit, c'est-à-dire si la proportion de la couche de revêtement de bore est trop faible, il est difficile de former une couche de revêtement de carbone uniforme, et donc les performances de conduction seront réduites ; et si le rapport massique de la couche de revêtement de bore à la couche de revêtement de carbone est trop grand, c'est-à-dire si la proportion de la couche de revêtement de bore est trop élevée, les performances de conduction du matériau seront réduites parce que les performances de conduction du bore sont inférieures à celles du carbone.
Dans le deuxième mode de réalisation illustré aux figures 7a et 7b, seuls les moyens d’entrainement 108 diffèrent du dispositif d’entrainement 3 visible sur les figures 6a et 6b.
Dans ce mode de réalisation, les moyens d’entraînement 108 comportent un premier élément moteur 81, un ensemble moteur 181, une courroie 182 et un élément suiveur 184. Le premier élément moteur 81 est configuré pour effectuer une rotation autour d’un premier axe de rotation X 1 qui est fixe par rapport au support 4.
L’élément moteur 81 est similaire à celui du premier mode de réalisation.
L’élément suiveur 184 est configuré pour effectuer une rotation autour d’un deuxième axe de rotation X 2 qui est fixe par rapport au support 4 et distinct du premier axe de rotation X 1 . De préférence, le premier axe de rotation X 1 et le deuxième axe de rotation X 2 sont parallèles.
L’élément suiveur 184 est ici une roue de section globalement circulaire avec une surface périphérique 185 configurée pour coopérer avec la courroie 182. L’élément suiveur 184 comporte ici une surface périphérique 82 dentée.
L’élément suiveur 184 est ici situé à une première extrémité du chemin de guidage 5 tandis que l’élément moteur 81 est situé à une deuxième extrémité opposée à la première extrémité. La courroie 182 est installée autour de l’élément moteur 81 et de l’élément suiveur 184 et s’étend parallèlement au plan P 1 entre les extrémités du chemin de guidage 5.
L’ensemble moteur 181 comporte un élément convoyeur 183 ( ) et un deuxième moteur électrique 186. L’ensemble moteur 181 est solidaire de la courroie 182 et raccordé mécaniquement à cette courroie 182 par l’intermédiaire de l’élément convoyeur 183. Cet élément convoyeur 183 est fixé à la courroie 182, par exemple par vissage ou par tout autre moyen de fixation. Dans le cas où le chemin de guidage 5 n’est pas rectiligne, comme dans l’exemple illustré, la courroie 182 se déforme du fait de la trajectoire de l’élément convoyeur 183 imposée par le pion 6.
Le deuxième moteur électrique 186 est configuré pour entraîner le pion 6 en rotation et comporte un arbre de transmission 187 qui est raccordé mécaniquement au pion 6. Il est monté libre en translation dans le dispositif d’entrainement 103.
L’arbre de transmission 187 est supporté par l’élément convoyeur 183 de sorte que le déplacement de l’élément convoyeur 183 conduit au déplacement de l’ensemble moteur 181 et du pion 6. L’arbre de transmission 187 est monté mobile en rotation par rapport à l’élément convoyeur 183. L’élément convoyeur 183 permet donc à la fois de supporter l’arbre de transmission 187 tout en autorisant sa rotation.
Ainsi, le premier moteur électrique 83 permet de déplacer en translation l’ensemble moteur 181 et le pion 6 le long du chemin de guidage 5 en faisant tourner l’élément moteur 81 qui entraine à son tour la courroie 182 et l’élément convoyeur 183.
Le deuxième moteur électrique 186 permet d’entrainer le pion 6 en rotation. Cela permet notamment de déplacer le pion 6 selon un mouvement simultané de translation le long du chemin de guidage 5 et de rotation autour d’un axe perpendiculaire au plan P 1 dans lequel s’étend le chemin de guidage. Pour améliorer le guidage du deuxième moteur électrique 186 lors des mouvements de montée et/ou de descente, le système peut comporter des glissières le long desquelles est guidé le deuxième moteur électrique.
Le dispositif d’entrainement 3 peut comporter une unité de contrôle raccordée électriquement au premier moteur électrique 83 et au deuxième moteur électrique 186 et configuré pour actionner simultanément, sur au moins une partie du déplacement pour l’extraction de la barre 93, le premier moteur électrique 83 et le deuxième moteur électrique 186.
Par rapport au dispositif d’entrainement du premier mode de réalisation, ce dispositif d’entrainement 103 permet en outre de dissocier les mouvements de rotation et de translation, notamment lorsqu’un seul du premier moteur électrique 83 et du deuxième moteur électrique 186 est en fonctionnement. Le dispositif d’entrainement 103 peut être utilisé pour extraire des barres 93 qui ne nécessitent pas de mouvement simultané de translation et de rotation.
La représente un procédé d’extraction 200 de la barre 93 à l’aide d’un système d’extraction 1 selon le premier mode de réalisation représenté aux figures 6a et 6b ou selon le deuxième mode de réalisation représenté aux figures 7a et 7b.
Le procédé d’extraction 200 comprend une étape d’accouplement 201 du moyen d’accouplement 7 du système d’extraction 1 avec une extrémité de la barre 93. L’accouplement s’effectue par exemple en rapprochant les dispositifs d’entrainement 3, 103 l’un de l’autre jusqu’à ce que le tenon aux extrémités de la barre amovible soit inséré dans le logement des moyens d’accouplement.
L’accouplement est réalisé de manière amovible et il est ainsi possible de désaccoupler la barre amovible et le moyen d’accouplement, notamment en écartant les dispositifs d’entrainement 3 l’un de l’autre.
Dans cet exemple, on applique une rotation à l’image d’entrée avant le démarrage du procédé. L’ensemble des angles appliqués à l’image correspond à des angles uniformément répartis de 0° à 354° avec un pas de 6°. L’image est donc tournée de 0°, 6°, 12°, 18°… 354° selon les différents cas.
L’axe horizontal AxeH9 représente l’angle de rotation appliqué à l’image
L’axe vertical AxeV9 représente le nombre d’itérations nécessaires pour converger.
Le procédé de segmentation d’image est alors appliqué à l’image selon les différentes rotations.
Les points sur le graphique représentent le nombre d’itérations nécessaires pour converger, selon l’angle de rotation d’une même image avec l’utilisation de 2 ou 4 types de parcours. Cette figure fournit donc une indication sur la variabilité du nombre d’itérations pour converger en fonction de l’image, selon que 2 ou 4 types de parcours sont utilisés.
On constate que le nombre d’itérations nécessaires pour converger varie de manière importante en fonction de l’angle appliqué à l’image lorsque 2 parcours d’images sont utilisés, mais beaucoup moins si 4 parcours d’images sont utilisés. Cet exemple montre donc que l’utilisation des 4 parcours d’images Parc1.7, Parc2.7, Parc3.7 et Parc4.7 permet de limiter le nombre d’itérations nécessaires pour converger, quel que soit l’image.
Il est maintenant fait référence aux figures 10 à 15.
Les figures 10 à 15 représentent plusieurs étapes successives d’un procédé de segmentation d’une image selon un exemple de mode de réalisation de l’invention.
Sur la , une image Img10 est obtenue.
Comme dans l’exemple de la , l’intensité de chaque pixel augmente avec le niveau de gris, un pixel plus foncé correspondant à une intensité plus grande.
La représente une détection de sources appliquée à l’image Img10.
Le code couleur est le même qu’en : quatre sources Src1.11, Src2.11, Src3.11 et Src4.11 ont été détectées ; les pixels PixI11 peuvent être associés à une source ; les pixels PixO11 ne peuvent pas être associés à une source (pixels de fond).
La montre l’association initiale d’étiquettes de sources aux pixels de l’image : les pixels des quatre régions Reg1.12, Reg 2.12, Reg 3.12 et Reg 4.12 sont respectivement associés à des étiquettes des quatre sources Src1.11, Src2.11, Src3.11 et Src4.11. Les pixels de la région Reg0.12 ne sont associés à aucune source soit parce qu’ils appartiennent au fond (PixO11 de la ) soit parce qu’ils n’ont pas encore été étiquetés à ce stade (PixI11 de la ). On constate qu’à ce stade, seuls les pixels source sont associés à une source.
La montre l’étiquetage des sources à l’issue d’une première itération de parcours des pixels de l’image. Les pixels des quatre régions Reg1.13, Reg 2.13, Reg 3.13 et Reg 4.13 sont respectivement associés à des étiquettes des quatre sources Src1.11, Src2.11, Src3.11 et Src4.11. Les pixels de la région Reg0.13 ne sont associés à aucune source. Le parcours utilisé pour cette itération est le premier type de parcours Parc1.7. On constate qu’à ce stade, des « cônes » de propagation d’information sur les sources sont visibles, notamment pour la région Reg3.13, dus à la propagation de l’information comme montré en référence à la .
La montre l’étiquetage des sources à l’issue d’une deuxième itération de parcours des pixels de l’image, selon un deuxième type de parcours différent du premier. Les pixels des quatre régions Reg1.14 Reg 2.14, Reg 3.14 et Reg 4.14 sont respectivement associés à des étiquettes des quatre sources Src1.11, Src2.11, Src3.11 et Src4.11. Les pixels de la région Reg0.14 ne sont associés à aucune source.
La montre l’étiquetage des sources à l’issue d’une troisième itération de parcours des pixels de l’image, selon un troisième type de parcours différent du premier et du deuxième. Les pixels des quatre régions Reg1.15, Reg 2.15, Reg 3.15 et Reg 4.15 sont respectivement associés à des étiquettes des quatre sources Src1.11, Src2.11, Src3.11 et Src4.11. Les pixels de la région Reg0.15 ne sont associés à aucune source. Aucune modification des étiquettes de source n’est apportée par rapport à la deuxième itération, les itérations s’arrêtent donc à la troisième, car le critère de convergence est satisfait. Dans cet exemple, le critère de convergence porte sur un nombre d’étiquettes de sources de pixels modifiées inférieur à un seuil donné entre deux itérations. Dans cet exemple le seuil est égale à 1, mais aucune étiquette de source n’a été modifiée entre la deuxième et la troisième itération.
Le différentiel de débits entre les injection/soutirage du réacteur 4 et les aller et retour du réseau de chaleur 300 dans les tuyauteries 310, 320 conduit au déplacement de la thermocline vers le haut ou vers le fond de la fosse 9, comme suit :
- si le débit vers le réseau de chaleur 300 est inférieur au débit d’injection/soutirage du réacteur 4, alors la thermocline se déplace vers le fond 90 et le stockage thermique est en mode de charge, c’est-à-dire que l’énergie thermique qui y est stockée augmente,
- si le débit vers le réseau de chaleur 300 est supérieur au débit d’injection/soutirage du réacteur 4 alors la thermocline se déplace vers le haut et le stockage est en mode de décharge, c’est-à-dire que l’énergie thermique qui y est stockée diminue,
- si le débit vers le réseau de chaleur 300 est égal au débit d’injection/soutirage du réacteur 4, alors la thermocline ne se déplace pas, et l’énergie thermique stockée reste constante.
Pour optimiser la stabilité de formation de la thermocline, les différents collecteurs de soutirage 211 ou d’injection 221 d’eau tertiaire ou de soutirage 321 et d’injection 311 du réseau de chaleur 300 peuvent être réalisés selon une configuration préférée.
Il peut s’agir avantageusement d’un dispositif de répartition de débit hydraulique adapté pour élargir le débit d’eau entrant ou sortant, de type connu sous la désignation de pavillon comme illustré aux figures 13 et 14 pour une injection d’eau tertiaire à la température chaude.
Sur la , par souci de clarté, on a illustré un seul échangeur 200. Il va de soi que le nombre d’échangeurs 49 entre circuits primaire et secondaire et d’échangeurs 200 entre circuit secondaire et tertiaire n’est illustré qu’à titre indicatif et sera à adapter en fonction des configurations de l’installation requises pour la fourniture d’eau chaude à un réseau de chaleur 300.
Également, par souci de simplification et de clarté, l’échangeur 200 entre circuit secondaire et tertiaire est représenté en à l’intérieur de la fosse 9. De préférence, le ou les échangeurs 200 est(sont) agencé(s) en dehors du volume d’eau secondaire, de préférence encore derrière le puits de cuve 100 dans la paroi de béton 101, comme illustré aux figures 16 et 16A, avec une vanne d’isolement 212 sur chaque tuyauterie d’entrée et de sortie, afin de pouvoir isoler le circuit secondaire et compléter l’étanchéité de la troisième barrière de confinement radioactive.
Par ailleurs, si le réacteur à vocation calogène 4 décrit est prévu avec une circulation d’eau primaire et d’eau secondaire uniquement par convection naturelle, on peut envisager tout réacteur REP avec des débits d’eau des circuits primaires et secondaires générés par des pompes, c’est-à-dire selon une convection forcée ou par un thermosiphon peut convenir au couplage par son circuit tertiaire en convection naturelle avec une fosse de stockage thermique remplie d’eau telle que décrit précédemment.
[5]:https://www.ecosmr.fi/wp-content/uploads/2021/06/Leppanen_EcoSMR_15062021.pdf
Facultativement, la source de phosphore comprend un quelconque ou une combinaison d'au moins deux parmi l'acide phosphorique, le dihydrogénophosphate d'ammonium ou le pentoxyde de phosphore.
Facultativement, la source de fer comprend un quelconque ou une combinaison d'au moins deux parmi les phosphates de fer, les oxydes de fer, les oxalates de fer ou les sulfates de fer, tels que le phosphate de fer, l'oxyde ferreux, l'oxalate de fer ou le sulfate de fer.
De préférence, le mélange de l'étape (1) est effectué à la manière d'un broyage à billes, et le broyage à billes est effectué entre 300 et 600 tr/min, comme 300 tr/min, 350 tr/min, 400 tr/min, 450 tr/min, 500 tr/min, 550 tr/min ou 600 tr/min, et le broyage à billes est effectué pendant 2 à 8 h, comme 2 h, 3 h, 4 h, 5 h, 6 h, 7 h ou 8 h.
Facultativement, le mélange de l'étape (2) est effectué à la manière d'un broyage à billes, et le broyage à billes est effectué entre 200 et 500 tr/min, comme 200 tr/min, 250 tr/min, 300 tr/min, 350 tr/min, 400 tr/min, 450 tr/min ou 500 tr/min, et le broyage à billes est effectué pendant 2 à 8 h, comme 2 h, 3 h, 4 h, 5 h, 6 h, 7 h ou 8 h.
Facultativement, la calcination primaire est effectuée entre 500 et 600°C, comme 500°C, 510°C, 520°C, 530°C, 540°C, 550°C, 560°C, 570°C, 580°C, 590°C ou 600°C.
Facultativement, la calcination primaire est effectuée pendant 4 à 10 h, comme 4 h, 5 h, 6 h, 7 h, 8 h, 9 h ou 10 h.
Facultativement, la calcination secondaire est effectuée entre 600 et 800°C, comme 600°C, 620°C, 640°C, 660°C, 680°C, 700°C, 720°C, 740°C, 760°C, 780°C ou 800°C.
Facultativement, la calcination secondaire est effectuée pendant 4 à 10 h, comme 4 h, 5 h, 6 h, 7 h, 8 h, 9 h ou 10 h.
Facultativement, la calcination primaire et la calcination secondaire sont toutes deux effectuées sous une atmosphère inerte, et un gaz dans l'atmosphère inerte comprend un quelconque ou une combinaison d'au moins deux parmi l'azote, l'hélium ou l'argon.
En tant que solution technique préférée, le procédé de préparation comprend les étapes suivantes : (1) effectuer un broyage à billes pour mélanger entre 300 et 600 tr/min pendant 2 à 8 h sur une source de manganèse, une source de lithium, une source de phosphore, une source de fer et un acide de Lewis à base de bore avec une teneur en masse de 1 % à 5 %, et effectuer une calcination primaire entre 500 et 600°C pendant 4 à 10 h pour obtenir un produit intermédiaire ; et (2) effectuer un broyage à billes pour mélanger entre 200 et 500 tr/min pendant 2 à 8 h sur le produit intermédiaire de l'étape (1) et une source de carbone organique avec une teneur en masse de 1 % à 6 %, et effectuer une calcination secondaire entre 600 et 800°C pendant 4 à 10 h sous une atmosphère inerte pour obtenir le matériau de cathode à double revêtement.
Selon un troisième aspect, la présente demande fournit une batterie lithium-ion, et une cathode de la batterie lithium-ion comprend le matériau de cathode à double revêtement selon le premier aspect.
Les plages numériques dans la présente demande comprennent non seulement les valeurs en points énumérées ci-dessus, mais comprennent également toutes les valeurs en points non répertoriées dans les plages numériques décrites ci-dessus, et pour la limitation de l'espace et la concision, les valeurs en points spécifiques incluses dans les plages ne seront pas énumérées de manière exhaustive dans la présente demande.
Par comparaison à la technique antérieure, la présente demande présente les effets bénéfiques décrits ci-dessous. (1) La présente demande fournit un matériau de cathode à double revêtement, et le matériau de cathode à double revêtement présente un noyau de matériau de cathode contenant du manganèse, une première couche d'enveloppe qui est une couche de revêtement de bore appliquée en revêtement sur la surface du noyau, et une seconde couche d'enveloppe qui est une couche de revêtement de carbone appliquée en revêtement sur la surface de la première couche d'enveloppe. En tant que première couche d'enveloppe, la couche de revêtement de bore améliore non seulement les performances de conduction et la stabilité structurelle du matériau de cathode, mais renforce également l'interaction entre la couche de revêtement de carbone et le noyau du matériau de cathode contenant du manganèse, de sorte qu'une application en revêtement uniforme de la couche de revêtement de carbone peut être réalisée, et les performances de conduction du matériau de cathode à double revêtement sont améliorées efficacement. (2) Le matériau de cathode à double revêtement fourni par la présente demande peut maintenir une capacité plus élevée à une vitesse élevée et présente un excellent taux de rétention de capacité à une vitesse élevée.
D'autres aspects apparaîtront à la lecture et à la compréhension des dessins et de la description détaillée.
Les dessins fournissent une meilleure compréhension des solutions techniques présentes ici et constituent une partie de la description, et sont utilisés pour expliquer les solutions techniques présentes ici en conjonction avec les exemples de la présente demande, et ne limitent pas les solutions techniques présentes ici.
La montre une image de SEM d'un matériau de cathode à double revêtement fourni par l'exemple 1 de la présente demande.