INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
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.
Des procédés de fabrication à sec (sans solvant) sont également connus. 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 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.
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 et permettant d’améliorer la conductivité de l’électrode. Il est en outre important que ledit 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 comprend un polymère fluoré A et un polymère acrylique B , caractérisé en ce que ledit polymère acrylique B comprend des unités monomériques contenant un ou plusieurs groupement(s) fonctionnel(s) CO 2 - Li + et ledit polymère acrylique B a un taux de lithiation d’au moins 30%
Le liant selon la présente invention comprend deux types de polymères, i.e. un polymère fluoré et un polymère à base acrylique possédant des groupements fonctionnels CO 2 - Li + tout en ayant un taux de lithiation élevé. Ledit liant permet d’améliorer l’adhésion au collecteur de courant et la conductivité de l’électrode contenant le liant. Ledit liant peut être utilisé dans la préparation d’une électrode via un procédé slurry ou sans solvant.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit polymère acrylique B a un pH compris entre 2,0 et 10,0 mesuré à température ambiante.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit polymère acrylique B comprend également au moins 5% en moles d’unités monomériques contenant un groupement fonctionnel –CO 2 H ou anhydride d’acide carboxylique.
Selon un mode de réalisation préféré, le polymère fluoré A contient au moins des unités monomériques issues d’un monomère sélectionné parmi le groupe consistant en le fluorure de vinyle; le fluorure de vinylidène (VDF); le trifluoroéthylène (VF 3 ); le chlorotrifluoroéthylène (CTFE); le 1,2-difluoroéthylène; le tétrafluoroéthylène (TFE); l'hexafluoropropylène (HFP); les perfluoro(alkyl vinyl) éthers tels que le perfluoro(méthyl vinyl)éther (PMVE), le perfluoro(éthyl vinyl) éther (PEVE) et le perfluoro(propyl vinyl) éther (PPVE); le perfluoro(1,3-dioxole); le perfluoro(2,2-diméthyl- 1,3 -dioxole) (PDD); le produit de formule CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X dans laquelle X est SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN ou CH 2 OPO 3 H; le produit de formule CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F; le produit de formule F(CF 2 )nCH 2 OCF=CF 2 dans laquelle n est 1, 2, 3, 4 ou 5; le produit de formule R 1 CH 2 OCF=CF 2 dans laquelle R 1 est l'hydrogène ou F(CF 2 )m et m vaut 1, 2, 3 ou 4; le produit de formule R 2 OCF=CH 2 dans laquelle R 2 est F(CF 2 )p et p est 1, 2, 3 ou 4; le perfluorobutyl éthylène (PFBE); le 3,3,3-trifluoropropène et le 2-trifluorométhyl-3,3,3-trifluoro-1-propène ou un mélange de ceux-ci.
Selon un mode de réalisation préféré, ledit polymère fluoré A comprend des unités monomériques issues du fluorure de vinylidène et optionnellement des unités monomériques d’un monomère sélectionné parmi le groupe consistant en le fluorure de vinyle; le trifluoroéthylène (VF 3 ); le chlorotrifluoroéthylène (CTFE); le 1,2-difluoroéthylène; le tétrafluoroéthylène (TFE); l'hexafluoropropylène (HFP); les perfluoro(alkyl vinyl) éthers tels que le perfluoro(méthyl vinyl)éther (PMVE), le perfluoro(éthyl vinyl) éther (PEVE) et le perfluoro(propyl vinyl) éther (PPVE); le perfluoro(1,3-dioxole); le perfluoro(2,2-diméthyl- 1,3 -dioxole) (PDD); le produit de formule CF 2 =CFOCF 2 CF(CF 3 )OCF 2 CF 2 X dans laquelle X est SO 2 F, CO 2 H, CH 2 OH, CH 2 OCN ou CH 2 OPO 3 H; le produit de formule CF 2 =CFOCF 2 CF 2 SO 2 F; le produit de formule F(CF 2 )nCH 2 OCF=CF 2 dans laquelle n est 1, 2, 3, 4 ou 5; le produit de formule R 1 CH 2 OCF=CF 2 dans laquelle R 1 est l'hydrogène ou F(CF 2 )m et m vaut 1, 2, 3 ou 4; le produit de formule R 2 OCF=CH 2 dans laquelle R 2 est F(CF 2 )p et p est 1, 2, 3 ou 4; le perfluorobutyl éthylène (PFBE); le 3,3,3-trifluoropropène et le 2-trifluorométhyl-3,3,3-trifluoro-1-propène ou un mélange de ceux-ci.
Selon un mode de réalisation préféré, le polymère acrylique B comprend des unités monomériques contenant un ou plusieurs groupement(s) fonctionnel(s) CO 2 - Li + , des unités monomériques portant un ou plusieurs groupement(s) fonctionnel(s) acide carboxylique ou anhydride d’acide carboxylique et des unités monomériques portant un ou plusieurs groupement(s) fonctionnel(s) esters d’acide carboxylique.
c. 25 % à 0,05 % dudit liant selon l’invention, préférablement 25 % à 0,5 %,
Les agents conducteurs dans l’électrode sont composés d’un ou plusieurs matériaux qui peuvent améliorer la conductivité. Certains exemples comprennent des noirs de carbone tels que le noir d’acétylène, le noir de Ketjen ; des fibres de carbone, telles qu’un nanotube de carbone, une nanofibre de carbone, une fibre de carbone par croissance en phase vapeur ; des poudres métalliques telles qu’une poudre SUS, et une poudre d’aluminium.
Dans un mode de réalisation préféré, ladite électrode est une électrode négative. En particulier, pour une électrode négative, ledit matériau actif est choisi dans le groupe constitué par un alliage de lithium, du lithium métal, un oxyde métallique, un matériau de carbone tel que le graphite ou du carbone dur, le silicium, un alliage de silicium et Li 4 TiO 12 . La forme du matériau actif d’électrode négative n’est pas particulièrement limitée mais est préférablement particulaire.
Dans un autre mode de réalisation préféré, ladite électrode est une électrode positive. Préférablement, pour une électrode positive, ledit matériau actif est choisi dans le groupe constitué par LiCoO 2 , Li(Ni, Co, AI)O 2 , Li(1+ x), NiaMnbCoc (x représente un nombre réel de 0 ou plus, a = 0,8, 0,6, 0,5, ou 1/3, b = 0,1, 0,2, 0,3, ou 1/3, c = 0,1, 0,2, ou 1/3), LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoMnO 4 , Li 3 NiMn 3 O 3 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , un spinelle Li Mn substitué par un élément différent possédant une composition représentée par Li1+xMn2-x-yMyO4, M représentant au moins un métal choisi parmi Al, Mg, Co, Fe, Ni, et Zn, x et y représentant indépendamment un nombre réel compris entre 0 et 2, titanate de lithium LixTiOy – x et y représentant indépendamment un nombre réel compris entre 0 et 2, et un phosphate de métal et de lithium possédant une composition représentée par LiMPO4, M représentant Fe, Mn, Co, ou Ni.
De plus, la surface de chacun des matériaux décrits ci-dessus peut être revêtue. Le matériau de revêtement n’est pas particulièrement limité tant qu’il possède une conductivité des ions lithium et contient un matériau capable d’être maintenu sous la forme d’une couche de revêtement sur la surface du matériau actif. Des exemples du matériau de revêtement comprennent LiNbO 3 , Li 4 Ti 5 O 12 , et Li 3 PO 4 .
Selon un autre aspect de la présente invention, un procédé de préparation de l’électrode revêtue à sec est fourni.
Bien que présentant une forme très complexe, l'élément optique doit être fabriqué avec une grande précision afin que les différentes parties du faisceau lumineux qu'il produit soient adjacentes les unes aux autres sans chevauchement ni zones mal éclairée.
Les éléments optiques connus de l'état de la technique présentent une qualité optique insuffisante. On constate en particulier que les parties de faisceau lumineux issues des différents guides de lumière sont mal positionnées et/ou produisent une lumière trop diffuse.
Par ailleurs, afin d'obtenir une compacité et des performances optiques satisfaisantes, chaque guide de lumière de l'élément optique est en général positionné à faible distance des guides de lumière adjacents. Par conséquent, le moule d'injection requis pour fabriquer un tel élément optique comprend de fines lames, chacune interposée entre deux guides de lumière adjacents. D'une part un tel élément optique est difficile à démouler. D'autre part, on observe que les lames du moule ont tendance à se casser ou à se déformer, ce qui perturbe la production des éléments optiques.
Présentation de l'invention Le but de l’invention est de fournir un élément optique remédiant au moins en partie aux inconvénients ci-dessus et améliorant les éléments optiques connus de l’art antérieur.
Plus précisément, un premier objet de l’invention est un élément optique facile à fabriquer et dont les guides de lumière présentent une qualité optique optimale et permettent la génération de parties de faisceau lumineux très bien positionnées.
Un second objet de l’invention est un procédé de fabrication d'un tel élément optique qui est particulièrement performant et efficace.
L'invention se rapporte à un élément optique en matière plastique injectée comprenant une pluralité de guides de lumière s'étendant les uns à côté des autres, l'élément optique comprenant en outre un corps depuis lequel s'étendent lesdits guides de lumière, le corps comprenant un point d'injection par lequel de la matière plastique a été injectée pour former l'élément optique, le corps comprenant une première portion interposée entre ledit point d'injection et au moins un premier guide de lumière, le corps comprenant une deuxième portion distincte de la première portion et interposée entre ledit point d'injection et au moins un deuxième guide de lumière, l'au moins un deuxième guide de lumière étant plus éloigné dudit point d'injection que l'au moins un premier guide de lumière, une épaisseur de la première portion étant strictement inférieure à une épaisseur de la deuxième portion de manière à remplir simultanément l'au moins un premier guide de lumière et l'au moins un deuxième guide de lumière lors de l'injection de l'élément optique dans un moule d'injection.
Les guides de lumières peuvent s'étendre sensiblement parallèlement à un même axe optique.
Ladite première portion et ladite deuxième portion du corps peuvent s'étendre dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe optique.
Les guides de lumière de la pluralité de guides de lumière peuvent être répartis le long d'un deuxième axe, sensiblement perpendiculaire à l'axe optique.
Chaque guide de lumière de la pluralité de guides de lumière peut comprendre une section transversale à la direction dans laquelle il s'étend qui présente une forme sensiblement polygonale, notamment une forme rectangulaire.
Chaque guide de lumière de la pluralité de guides de lumière peut comprendre une première extrémité liée audit corps et une deuxième extrémité libre,
une distance séparant la deuxième extrémité de deux guides de lumière adjacents étant inférieure ou égale à 4mm, et/ou
une longueur de chaque guide de lumière mesurée entre sa première extrémité et sa deuxième extrémité étant supérieure ou égale à 7mm.
La matière plastique peut être un polymère thermoplastique transparent, notamment du polyméthacrylate de méthyle ou du polyamide ou du polycarbonate.
L'invention se rapporte également à un module lumineux comprenant un élément optique tel que défini dans la présente demande et un ensemble de sources de lumière, une source de lumière distincte étant positionnée en vis-à-vis de chaque guide de lumière de l'élément optique. Les sources de lumières sont agencées de telle sorte que lorsqu’elles sont allumées, la lumière qu’elle émettent entre au moins en partie dans le guide de lumière respectivement associé.
Préférentiellement, le schéma suivant représente le polymère qui est le PVA-SbQ (polymère de type PVAcétate portant quelques fonctions hydrolysées et quelques fonctions greffées par des entités stylbazoliums), qui est apte à réticuler sous l’effet de la lumière, avec ou sans photo-initiateur, comme illustré ci-après.
Ces matériaux sont particulièrement appréciés car ils peuvent réagir à un rayonnement pouvant comporter à la fois une composante en lumière UV et en lumière visible, en particulier une faible dose d’UV.
Selon une autre variante, le polymère réticulable est figuré par un polymère naturel qui est fonctionnalisé par des groupements photodimérisables.
De préférence, les groupes photodimérisables sont portés par un polymère de type polyvinylacétate ou polysaccharide.
On peut utiliser un unique polymère portant des groupes pendants photodimérisables de nature différente ou non. On peut aussi utiliser un mélange de polymères ayant des fonctions différentes.
En conséquence, les réactions peuvent s’effectuer entre deux groupements photodimérisables de même nature chimique ou non. Les doubles liaisons activées peuvent réagir sur une autre double liaison de même nature chimique ou réagir avec une autre double liaison de nature chimique différente.
A titre d’exemple de polymère utilisable dans l’invention, on peut citer le polymère polyvinylacétate partiellement ou totalement hydrolysé comprenant les unités ci-dessous, en particulier le polymère appelés PVA-SbQ-propyl dans lequel la quantité de motif SbQ est comprise entre, bornes incluses, 0,5% et 6% molaire, de préférence entre 1,5% et 5% molaire, la quantité de groupe propyl est comprise entre, bornes incluses, 2% et 20% molaire, de préférence entre 5% et 15% molaire, mieux de 8% à 12%, la quantité de groupe hydroxyle est comprise entre, bornes incluses, 50% et 97,5% molaire, de préférence entre 60% et 97,5% molaire, mieux de 80% à 90% molaire : avec Q - , représente un contre-ion anionique, de préférence choisi parmi les ions halogénure tels que chlorures, bromures, iodures, perchlorates, tetrafluoroborates, méthylsulfate, phosphates, sulfates, méthanesulfonates, p-toluènesulfonate, plus préférentiellement mésylate CH 3 OSO 3 - .
Selon un mode de réalisation particulier, le poids moléculaire Mw du PVA est compris entre 10 000 et 100 000 g/mol, de préférence entre 15 000 et 80 000 g/mol, plus particulièrement de 20 000 à 50 000, encore mieux de 25 000 à 35 000 g/mol.
Selon un mode de réalisation particulier, le poids moléculaire Mw du PVA est de l’ordre de 27000 g/mol.
Ainsi, dans certains modes de réalisation, la plaque emboutie 2 et la plaque plane 3 sont jointes par un moyen d’assemblage (8) différent de la soudure laser (7) au niveau des bords d’une plaque, ici la plaque emboutie 2 sur une autre plaque, ici la plaque plane 3, sur une ligne distante du bord de ladite plaque plane 3.
La plaque plane 3 s’étend ainsi au-delà des bords de l’autre plaque emboutie 2.
Avantageusement, cela permet de réduire le poids du dispositif, car la plaque dont les bords sont fixés à l’autre plaque est plus petite que l’autre. En outre, cela permet de servir de la plaque plus grande comme d’un écran de protection de la jonction d’une partie des impuretés de l’environnement, afin d’améliorer la résistance à la corrosion.
Dans certains modes de réalisation, la seconde plaque s’étend au-delà des bords de la première plaque (2) sur une longueur e d’au moins 1mm, de préférence au moins 1.5mm,.
Cela permet avantageusement notamment de réduire le poids du dispositif tout en bénéficiant de la protection contre la corrosion, et ce de façon optimale.
Dans certains modes de réalisation, tel que représenté à titre d’exemple et de façon non limitative à la , une des deux plaques comprend autour de la zone de canaux un embouti 8, par exemple la plaque embouti 2.
Ledit embouti 8 peut ainsi comprendre un élément adhésif 10, par exemple de la colle, afin d’assurer la jonction des deux plaque et l’étanchéité de l’assemblage.
Dans certains modes de réalisation (non représentés), le dispositif comprend un élément adhésif 10, par exemple de la colle, sans comprendre d’embouti supplémentaire 8.
Dans certains modes de réalisation, tel que représenté à titre d’exemple et de façon non limitative aux figures 4 et 5, une des deux plaques par exemple la plaque emboutie 2, comprend autour de la zone de canaux un embouti 11 formant le périmètre de la zone de canaux, le dispositif comprenant un joint d’étanchéité 9 ou un adhésif 10 formant un joint d’étanchéité 9, comprimé entre les deux plaques (2, 3), le joint d’étanchéité 9 étant placé dans l’espace entre les deux plaques (2, 3) formé par l’embouti 11.
L’embouti 11 est de préférence bordé d’au moins un côté, par une soudure laser additionnelle joignant les deux plaques. Ladite jonction peut être située entre le joint d’étanchéité 9 et le bord d’au moins l’une des plaques, et peut par exemple être réalisé par une soudure laser par transparence.
Dans certains modes de réalisation, la longueur e du moyen de jonction 8 formé par un embouti 11 comportant un adhésif 10 ou un joint d’étanchéité 9 et la longueur e de la soudure laser additionnelle située entre le joint d’étanchéité 9 et le bord d’au moins l’une des plaques sont supérieures à 3mm.
Dans certains modes de réalisation, la hauteur du joint d’étanchéité 9 est d’au moins 1,5mm.
On comprend que les longueurs e 1 , e 2 , e 3 , e 4 , e 5 , et e 6 sont mesurées à un point donné selon la direction perpendiculaire à la direction principale dans laquelle elle s’étende à ce point.
Dans certains modes de réalisation, la hauteur de l’embouti 11 est d’au moins 3mm.
La structure interne du joint 9 peut être modifié après son positionnement dans l’embouti 11, par exemple par un traitement à la chaleur.
Selon un aspect, lors d’un régime transitoire de la turbomachine d’aéronef : La première ligne fournit un premier débit pour alimenter la chambre de combustion, le premier débit variant pendant un temps de réponse jusqu’à atteindre un débit cible prédéterminé, Le dispositif de dosage à col sonique reçoit au moins une consigne de dosage prédéterminée, Le dispositif de dosage à col sonique fournit, à partir de la consigne de dosage et de la pression d’alimentation, un deuxième débit pour alimenter la chambre de combustion, Le deuxième débit étant au moins égal à l’écart entre le premier débit et le débit cible prédéterminé durant le temps de réponse.
Lors d’un régime transitoire, la deuxième ligne permet avantageusement de compenser le temps de réponse de la première ligne, en fournissant de manière précise et rapide un deuxième débit prenant en compte le manque de débit de la première ligne.
La est une représentation schématique du système de conditionnement de carburant pour turbomachine d’aéronef selon une première forme de réalisation de l’invention.
La est une représentation schématique du procédé d’utilisation du système de conditionnement de la selon un mode de mise en œuvre de l’invention.
La est une représentation schématique du procédé d’utilisation de la lors d’un régime stabilisé de l’aéronef.
La est une représentation schématique du procédé d’utilisation de la lors d’un régime transitoire de l’aéronef.
La est une représentation schématique du système de conditionnement de carburant pour turbomachine d’aéronef selon une deuxième forme de réalisation de l’invention.
La est une représentation schématique du système de conditionnement de carburant pour turbomachine d’aéronef selon une troisième forme de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION L’invention concerne un système de conditionnement de carburant pour une turbomachine d’aéronef ainsi que son procédé d’utilisation.
Comme illustré sur la , une turbomachine d’aéronef comprend une chambre de combustion 7 configurée pour être alimentée en carburant H qui est brûlé pour participer à la propulsion de l’aéronef. Le carburant H est stocké dans des réservoirs 4, 41. La turbomachine d’aéronef comprend un système de conditionnement 100 configuré pour mettre sous pression, réchauffer et doser le carburant H provenant des réservoirs 4, 41, afin de permettre leur injection dans la chambre de combustion 7.
L’invention présente un intérêt particulier pour un carburant H configuré pour être stocké sous forme cryogénique dans les réservoirs 4, 41, tel que l’hydrogène. Comme décrit précédemment, pour limiter l’encombrement à bord de l’aéronef, il est nécessaire de stocker l’hydrogène sous forme liquide à une température d’environ -253°C et à une pression inférieure à 7bars, de préférence inférieure à 3bars, dans les réservoirs cryogéniques 4, 41. L’hydrogène doit ensuite être injecté dans la chambre de combustion 7 à l’état gazeux à une température entre -40°C et 0°C et à une pression entre 30bars et 80bars pour permettre sa combustion. Par la suite, les termes amont et aval sont déterminés par rapport au sens de circulation du carburant.
Selon l’invention et en référence à la , le système de conditionnement 100 comprend un circuit de carburant 3 configuré pour être relié fluidiquement en amont à au moins un réservoir de carburant 4 et pour alimenter en aval la chambre de combustion 7. Toujours selon l’invention, le circuit de carburant 3 comprend : au moins une première ligne d’injection 1 configurée pour fournir un premier débit Q1 de carburant H à la chambre de combustion 7, la première ligne d’injection 1 comprenant au moins un premier dispositif de mise sous pression 10 configuré pour refouler le carburant H selon ledit premier débit Q1, au moins une deuxième ligne d’injection 2 configurée pour fournir un deuxième débit Q2 de carburant H à la chambre de combustion 7, la deuxième ligne d’injection 2 comprenant au moins un deuxième système de mise sous pression 20 alimentant à une pression d’alimentation P20 un dispositif de dosage à col sonique 21, le dispositif de dosage à col sonique 21 étant configuré, à partir d’une consigne de dosage C2 et de la pression d’alimentation P20, pour refouler le carburant H selon le deuxième débit Q2.
Dans l’exemple de la , le système de conditionnement 100 comprend également un circuit amont 40 s’étendant en amont du circuit de carburant 3. Le circuit amont 40 est configuré pour alimenter le réservoir 4 de carburant H, de préférence cryogénique. Le circuit amont 40 comprend un réservoir 41 de carburant H, de préférence cryogénique, ainsi qu’un dispositif de mise sous pression 42 du carburant H, tel qu’une pompe, notamment une motopompe cryogénique. Le circuit amont 40 comprend également une boucle de retour montée en aval du dispositif sous pression 42 et alimentant le réservoir 41. La boucle de retour comprend un réchauffeur 43, de préférence sous la forme d’un échangeur thermique, afin de contrôler la température du carburant H. Une vanne 44 assure l’ouverture et la fermeture de la boucle de retour.
En référence à la , la première ligne d’injection 1 est configurée pour fournir un premier débit Q1 à la chambre de combustion 7, plus précisément à un ou plusieurs premiers injecteurs 5 de la chambre de combustion 7. Le premier débit Q1 est fourni par le premier dispositif sous pression 10, de préférence une pompe, notamment une motopompe cryogénique.
La est une vue en coupe transversale du module au niveau de la zone de collecte proche de la sortie de fluide caloporteur du dispositif.