INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La dispersion liquide de graphène selon l’invention comprenant une matrice aqueuse peut être caractérisée à l’aide de 3 bandes vibrationnelles observée par spectrophotométrie RAMAN, à savoir : - 1350 cm-1 (pic D) ; - 1580 cm-1 (pic G) ; et - entre 2680 et 2700 cm-1 (pic 2D).
Ainsi, selon un mode de réalisation particulièrement préféré, la dispersion liquide de graphène comprenant une matrice aqueuse, comprend 3 bandes vibrationnelles observées par spectrophotométrie RAMAN : - 1350 cm-1 (pic D) ; - 1580 cm-1 (pic G) ; et - entre 2680 et 2700 cm-1 (pic 2D).
Les angles effilés « θ1 » et « θ2 » (ici, θ1 = θ2) sont définis dans une plage allant de 2 à 15 degrés, de préférence de 2 à 10 degrés. Les angles effilés ou les angles étroits θ1 et θ2 sont fixés sur la base de (1) la prévention du décollement entre l'électrode interne 40 et le diélectrique 30 ; (2) la capacité de courant en fonction de l'aire de section transversale du segment aplati 42 ; et (3) la suppression d'une élévation de température provoquée par de l'énergie thermique (chaleur). Il convient de noter que les angles effilés « θ1 » et « θ2 » peuvent être mesurés en observant au microscope des positions distantes de 100 μm à partir des pointes E1 et E2 sur la section transversale.
La forme de l'électrode interne 40 décrite ci-dessus permet à la micro-lampe à excimère 10 de présenter une réactivité d'éclairage supérieure tout en supprimant le décollement de l'électrode interne 40 à partir du diélectrique 30 par contact étroit entre le diélectrique 30 et l'électrode interne 40.
C’est-à-dire que puisque le segment aplati 42 présentant l'épaisseur constante « t » représente la majeure partie de l'électrode interne 40, l'électrode interne 40 peut entrer en contact étroit avec le diélectrique 30 via les surfaces latérales 42S1 et 42S2 qui sont opposées et parallèles l'une à l'autre.
En outre, l'aire de section transversale de l'électrode interne 40 devient une aire de section transversale relativement grande par les surfaces latérales linéaires 42S1 et 42S2, malgré l'électrode en feuille extrêmement mince. L'agrandissement de l'électrode interne 40 le long de la direction d'épaisseur (direction X) n'est pas nécessaire. Ainsi, seule une faible quantité d'énergie thermique (chaleur) est générée lorsque du courant électrique circule dans l'électrode interne tandis que la lampe à excimère 10 est mise sous tension, ce qui supprime une dilatation thermique le long de la direction d'épaisseur (direction X) et de la direction de largeur (direction Y).
D'autre part, puisque les parties de bord 44A et 44B sont fortement pointues, il n'y a pas d'espace à la limite entre les parties de bord 44A et 44B et le segment aplati 42, ce qui supprime le décollement entre l'électrode interne 40 et le diélectrique 30. En particulier, puisque les parties de bord en forme de cale 44A et 44B sont effilées vers les pointes E1 et E2 avec des angles effilés constants θ1 et θ2, c'est-à-dire puisque les surfaces des parties de bord 44A et 44B sont planes, un décollement entre les parties de bord 44A et 44B et le diélectrique 30 est supprimé et le polissage électrolytique des parties de bord 44A et 44B est simplifié. Un tel polissage permet de supprimer le décollement entre le diélectrique 30 et l'électrode interne 40.
La concentration de champ électrique survient au niveau des pointes E1 et E2 des parties de bord 44A et 44B, qui sont fortement pointues et s'étendent linéairement le long de l'axe C. Puisque l'électrode interne 40 est coaxiale au diélectrique 30 et au tube de décharge 20, une lumière ultraviolette est émise à partir de la circonférence du tube de décharge 20, tout en supprimant une surtension en début de décharge.
La est une vue en section transversale agrandie du diélectrique 30 recouvrant l'électrode interne 40 représentée sur la . Ici, le profil de la partie de petit diamètre 32 est représenté.
Comme décrit ci-dessus, le diélectrique 30 présente un aplatissement et le profil est ovale en fonction de la géométrie de section transversale et de la disposition de l'électrode interne 40. Le diélectrique 30 inclut des surfaces incurvées 34 qui entourent les parties de bord 44A et 44B de l'électrode interne 40 et des surfaces plates 32 entre les surfaces incurvées 34. Le profil du diélectrique 30 est symétrique par rapport à la direction Y.
Le contour de la vue en section transversale du diélectrique 30 est ici formé en connectant une paire de lignes linéaires 30SA1 et 30SB1 avec une paire de lignes semi-elliptiques 30SA2 et 30SB2.
Les lignes linéaires 30SA1 et 30SB1 sont opposées l'une à l'autre le long de la direction Y et font face aux surfaces 42S1 et 42S2 de l'électrode interne 40, respectivement. Comme représenté sur la , les limites des lignes semi-elliptiques 30SA2 et 30SB2 et des lignes linéaires 30SA1 et 30SB1 sont désignées par les références citées « P1, P2, P3 et P4 ».
Sur la , le profil du diélectrique 30 est divisé en trois sections le long de la direction Y. Ces sections sont définies conformément aux limites P1, P2, P3 et P4. Les surfaces plates 32 du diélectrique 40 sont formées conformément à la section M0. Les surfaces plates opposées 32 correspondant aux lignes linéaires 30SA1 et 30SB1 sont généralement plates le long de la direction Y. Les surfaces incurvées 34 sont formées conformément à deux sections étiquetées M1. Les surfaces incurvées 34 correspondant aux lignes semi-elliptiques 30SA2 et 30SB2 sont symétriques par rapport à la direction Y.
Les pointes E1 et E2 de l'électrode interne 40 sont positionnées à proximité des surfaces incurvées 34, et les surfaces incurvées 34 englobent les pointes E1 et E2. Les limites P1, P2, P3 et P4 sont de préférence positionnées dans une plage entre les pointes E1 et E2 le long de la direction Y. Ici, les limites P1, P2, P3 et P4 sont dans une plage entre les deux extrémités 42A et 42B du segment aplati 42 représenté sur la .
Le profil ovale du diélectrique 30 le long de la direction Y est similaire au contour de la vue en coupe de l'électrode interne 40 qui s'étend le long de la direction Y. Une distance T11 entre le diélectrique 30 et l'électrode interne 40 le long de la direction Y ne varie pas relativement beaucoup d'une distance T21 entre le diélectrique 30 et l'électrode interne 40 le long de la direction X, par comparaison à un diélectrique qui présente la section transversale circulaire.
Le profil du diélectrique 30 peut être défini pour répondre aux formules suivantes. Il convient de noter que W1 représente la largeur du diélectrique 30 le long de la direction Y et W2 représente la largeur du diélectrique 30 le long de la direction X.
W2 < W1 (1)
T21 > T11 (2)
Plus en détail, le CB peut avoir une énergie de surface (SEP) inférieure ou égale à 15 mJ/m 2 , par exemple, d’environ 1 à environ 10 mJ/m 2 , telle que d’environ 1 à environ 3, environ 5, environ 7, environ 9 mJ/m 2 ; ou d’environ 3 à : environ 5, environ 7, environ 9, environ 10 mJ/m 2 ; ou d’environ 5 à : environ 7, environ 9, environ 10 mJ/m 2 ; ou d’environ 7 à : environ 9, environ 10 mJ/m 2 ; ou d’environ 9 à environ 10 mJ/m 2 .
Dans de nombreuses mises en œuvre, le CB a une taille de cristallite L a d’au moins 17 Å, par exemple, de 17 Å à 50 Å. Par exemple, le CB peut avoir une taille de cristallite L a dʼenviron 17 Å à : environ 20, environ 30, environ 40 Å ; ou d’environ 20 Å à environ 30, à environ 40, à environ 50 Å ; ou d’environ 30 Å à : environ 40, environ 50 Å ; ou d’environ 40 à environ 50 Å.
Par rapport à la porosité, le CB peut avoir un volume mésoporeux d’au moins 0,1 cm 3 /g, par ex., au moins 0,35 cm 3 /g, par exemple, d’environ0,35 à environ 2 cm 3 /g, et un volume total mésoporeux et macroporeux d’au moins 0,2 cm 3 /g, par ex., d’environ 0,2 à environ 3 cm 3 /g.
Dans certaines mises en œuvre, le volume mésoporeux est d’environ 0,35 à : environ 0,5, environ 1, environ 1,5 ; d’environ 0,5 à : environ 1, environ 1,5 cm 3 /g, environ 2 ; ou d’environ 1 à : environ 1,5, environ 2 ; ou d’environ 1,5 à environ 2 cm 3 /g. Dans d’autres modes de réalisation, le volume mésoporeux est dans une plage d’environ 0,1 à environ 0,25 cm 3 /g.
Certains CB qui peuvent être utilisés pour la préparation de compositions de cathode par le procédé par voie sèche décrit ici ont une macroporosité d’au moins 0,2, par ex., au moins 0,4 cm 3 /g. Dans le cas des compositions d’anode, certains CB appropriés auront une macroporosité d’au moins 0,1, par ex., dans une plage d’environ au moins 0,1 à environ 0,4 cm 3 /g.
Les volumes totaux mésoporeux et macroporeux caractérisant des CB qui peuvent être utilisés pour préparer une composition d’électrode par un procédé sans solvant peuvent être au moins 0,2 cm 3 /g, typiquement supérieurs. Dans un exemple, un CB utilisé pour préparer une composition d’anode a un volume total mésoporeux et macroporeux dans une plage d’environ 0,2 à environ 0,8 cm 3 /g. Dans le cas des cathodes, le CB peut avoir une mésoporosité et une macroporosité totales qui sont d’au moins 1 cm 3 /g.
Dans certains exemples, le CB multifonctionnel a une cristallinité en % d’au moins 22 %, par exemple, de 23 % à 50 %, telle que dans une plage d’environ 23 à environ : 30, 35, 40, 45 % ; ou d’environ 30 à environ : 35, 40, 45, 50 % ; ou d’environ 35 à environ : 40, 45, 50 % ; ou d’environ 40 à environ : 45, 50 % ; d’environ 45 à environ 50 %.
Dans une illustration, le CB est choisi pour combiner une surface spécifique suffisante (mesurée par adsorption de N 2 BET, par exemple) pour un meilleur traitement de liant, par ex., une formation de fibrilles, tout en garantissant que les agglomérats de CB particuliers utilisés (par ex., des pastilles de CB ou des particules de CB broyées par jet) peuvent se dégrader en particules suffisamment petites, par ex., inférieures à 2 micromètres (µm), pour maximiser les interactions de surface entre la particule de CB et le liant et ainsi traiter efficacement, par ex., former des fibrilles, le liant.
Plus d’un type de CB peut être utilisé conjointement avec les constituants des CNT. Dans certaines mises en œuvre, un CB multifonctionnel est fourni conjointement avec un second CB (qui peut être ou ne pas être multifonctionnel), dans un mélange de CB, par exemple. Un exemple utilise au moins deux noirs de carbone ayant une ou plusieurs caractéristiques différentes les unes des autres, par ex., par rapport à leur BET. Il est également possible de réaliser des mélanges de noirs de carbone avec des structures OAN différentes les unes des autres et/ou des mélanges de différentes morphologies de carbone, c’est-à-dire du charbon actif ou du graphite avec un ou plusieurs CB. Dans des exemples spécifiques, au moins un composant dans le mélange est un CB multifonctionnel.
Des exemples de matériaux de CB appropriés qui peuvent être utilisés comportent des spécifications disponibles dans le commerce telles que : CB de la série Vulcan® tel que Vulcan® XCmax 22, CB de la série Black Pearls® tel que le noir de carbone Black Pearls 2000, CB de la série PBX® tel que PBX 51, CB de la série LITX® tel que LITX HP, LITX MAX 90 de Cabot Corporation
Les rapports du constituant de CNT au constituant de CB peuvent être dans une plage d’environ 99:1 à environ 1:99, tels que dans une plage d’environ 10:90 à environ 60:40.
Dans de nombreux cas, le procédé sans solvant décrit ici est mené en l’absence d’auxiliaires de fibrillation autres que les CNT ou une combinaison de CNT et de CB. Un autre agent de formation de fibrilles, de l’AC par exemple, peut être ajouté dans certaines situations. Tel qu’il est utilisé ici, le terme « auxiliaire de formation de fibrilles» ou « agent de formation de fibrilles» est un matériau autre que le liant ou la matière active d’électrode et qui favorise la formation de fibrillesd’un liantpouvant former des fibrilles. Un auxiliaire, additif, agent « additionnel », « supplémentaire » ou « autre », etc. se réfère à un matériau autre que (c’est-à-dire un matériau qui exclut ou n’est pas) le matériau de CNT ou la combinaison CNT-CB décrite ci-dessus. Typiquement, l’auxiliaire de formation de fibrillesadditionnel n’est pas considéré comme multifonctionnel.
Certains exemples donnés à titre illustratif utilisent des CNT (ou une combinaison de CNT et d’un CB, qui peut être multifonctionnel), au même titre qu’un autre matériau (additionnel), typiquement compris en guise d’ingrédient discret (séparé). Des exemples de tels autres matériaux ou matériaux additionnels peuvent comporter un dispositif de formation de fibrillesclassique tel que l’AC, un carbone dur, du graphite, des graphènes, d’autres additifs conducteurs ne formant pas de fibrilles, des plastifiants, ou une combinaison quelconque de ceux-ci. Dans certaines applications, les CNT ou un mélange de CNT avec du CB sont combinés avec un AC dans un rapport dans une plage d’environ 95:5 à environ 50:50.
Pour de nombreuses mises en œuvre, les ingrédients décrits ici (les CNT, le CB, l’AM, le liant, d’autres additifs facultatifs, etc.) sont fournis en guise de matériaux particulaires libres tels que des poudres, flocons, billes, granules, pastilles coulant ou pouvant être versés, et ainsi de suite.
Comme déjà noté, de nombreux aspects de l’invention concernent des procédés de production de compositions d’électrodes, de produits d’électrode (par ex., des films), d’électrodes (dans lesquelles un produit d’électrode tel qu’un film a été appliqué sur un substrat conducteur), et/ou de batteries.
S’agissant tout d’abord du procédé par voie sèche utilisé pour préparer une composition d’électrode, la réalisation de ce procédé vise au moins deux objectifs : mélanger certains et typiquement tous les constituants, constituants qui, dans la plupart des cas, sont fournis sous la forme de particules libres (par ex., coulant ou pouvant être versées) ; et le traitement du liant en présence de CNT (ou d’une combinaison de CNT et d’au moins un CB, par ex., un CB multifonctionnel. Dans certains modes de réalisation, chacun de ces deux objectifs est satisfait par une ou plusieurs opérations de mélange effectuées dans des conditions de cisaillement spécifiques, à l’aide d’un équipement approprié.
- le contrôle d'un courant résiduel en courant continu dans le circuit s'effectue au moyen d'une détection d'un courant de compensation induit et du contrôle de son dépassement d'une valeur de seuil pour le déclenchement, et
- on n'effectue la détermination d'une valeur du courant résiduel suivant le point 7 que si la valeur de seuil pour le déclenchement est dépassée.
10. Procédé suivant le point 9,
- on effectue supplémentairement un contrôle du dépassement d'une valeur de seuil pour un déclenchement immédiat, et
- on n'effectue la détermination d'une valeur du courant résiduel suivant le point 7 que si la valeur de seuil pour le déclenchement immédiat n'est pas dépassée.
11. Procédé suivant le point 10,
une émission immédiate d'un signal d'interruption du circuit, si la valeur de seuil pour le déclenchement immédiat est dépassée.
12. Procédé suivant l'un des points 6 à 10,
lors d'un contrôle du courant résiduel en courant continu dans le circuit après avoir effectué les stades du point 6, on prend en compte l'effet d'une aimantation ainsi provoqué du transformateur de courant.
13. Programme d'ordinateur, qui exécute un procédé suivant l'un des points 6 à 12 lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.
14. Produit de programme d'ordinateur ayant un programme d'ordinateur suivant le point 13.
On propose suivant l'invention, un circuit de protection à courant résiduel (interrupteur de protection) pour la détection d'un courant continu à l'aide d'un transformateur de courant. Un circuit de protection à courant résiduel de ce type fait partie typiquement d’un interrupteur de protection par exemple d'un RCD de type B. Par l'effet d'un champ magnétique oscillant sur le transformateur, on induit, dans le cas d'un courant résiduel en courant continu se produisant dans un circuit contrôlé, un courant de compensation que l'on évalue au regard de la nécessité de l'interruption du circuit (le cas échéant après un traitement préalable par exemple par filtrage et amplification). Ce circuit de protection à courant résiduel peut fonctionner en particulier suivant le principe fluxgate.
Le circuit de protection à courant résiduel suivant l'invention comprend un transformateur de courant, un circuit d'excitation pour la production d'une tension d'excitation oscillante, une inductance pour l'induction d'un champ magnétique dans le transformateur de courant et une première résistance (intitulée également parfois "résistance de mesure"). Celles-ci peuvent être montées également en série. Suivant l'invention, le circuit de protection est formé en outre d'une deuxième résistance et d'un interrupteur (par exemple d'un interrupteur mécanique comme par exemple un relais ou un interrupteur électronique comme par exemple un mosfet), la deuxième résistance étant montée en parallèle à la première résistance et pouvant être mise en circuit au moyen de l'interrupteur.
La distance de décharge dans le tube de décharge 20, c'est-à-dire une distance entre le diélectrique 30 et la surface intérieure du tube de décharge 20, peut être fixée dans une plage allant de 2 à 12 mm, et de préférence de 3 à 10 mm, pour empêcher la lampe à excimère 10 de subir soit un manque d'éclairage en raison d'un espace de décharge limité, soit une décharge instable en raison d'une distance de décharge excessive.
Comme décrit ci-dessus, l'électrode interne 40 est une électrode en feuille ultra-mince en forme de bande. L'épaisseur de l'électrode interne 40 est supprimée par rapport à la largeur de l'électrode interne 40. Ici, le rapport de l'épaisseur à la largeur de l'électrode interne 40 est inférieur ou égal à 1/30, de préférence 1/50, et plus préférablement 1/100. Il convient de noter que les dimensions de l'électrode interne 40 sur les figures 2 et 3 ne sont pas tracées à l'échelle.
Par exemple, l'épaisseur de l'électrode interne 40 est fixée dans une plage allant de 20 à 50μm compte tenu de la capacité de courant et de la facilité de fabrication. La largeur de l'électrode interne est fixée dans une plage allant de 1,2 à 10 mm compte tenu de la capacité de courant et de la facilité de fabrication, et en outre pour empêcher un bouclier de lumière de décharge causé par une électrode surdimensionnée.
L'épaisseur de l'électrode interne 40 peut être fixée en fonction du diamètre intérieur D1 du tube de décharge 20 en vue de l'uniformité de la luminosité. Par exemple, le rapport de l'épaisseur de l'électrode interne 40 au diamètre intérieur D1 est inférieur ou égal à 1/200. La largeur de l'électrode interne 40 peut être fixée en fonction du diamètre intérieur D1 du tube de décharge 20 compte tenu de la réactivité d'éclairage. Par exemple, le rapport de la largeur de l'électrode interne 40 au diamètre intérieur D1 est inférieur ou égal à 1/2, de préférence 1/4.
L'électrode interne 40 peut être formée par un métal hautement conducteur, un alliage ou des matériaux facilitant un polissage électrolytique. Ici, du molybdène ou un alliage comprenant du molybdène, etc., est utilisé.
Le diélectrique 30 est composé d'un matériau diélectrique tel que SiO 2 . L'épaisseur du diélectrique 30 peut être fixée entre 0,1 et 2 mm en vue d'une limitation nécessaire pour maintenir sa propriété de non-conductance électrique et empêcher une surtension lorsqu'une décharge commence.
La est une vue en section transversale au niveau de la ligne IV-IV représentée sur la .
Comme décrit ultérieurement, l'électrode interne 40 est aplatie entre les deux parties de bord le long de la direction de largeur, c'est-à-dire la direction Y, tandis que les parties de bord de l'électrode interne 40 sont fortement pointues le long de la direction Y.
Comme représenté sur la , le diélectrique 30 présente une partie de taille relativement petite 32 qui recouvre l'électrode interne 40 (ci-après, « partie de petit diamètre ») et une partie de taille relativement grande 34 qui recouvre la tige d'alimentation, le cordon d'alimentation ou le fil d'alimentation 70 avec la bride 31 sur sa surface externe (ci-après, « partie de grand diamètre »). La partie de petit diamètre 32 est coaxiale au tube de décharge 20.
Dans la partie de petit diamètre 32, le profil selon le plan X-Y n'est pas circulaire (voir ). Le diélectrique 30 présente un profil ovale au-dessus de la partie de petit diamètre 32.
La est une vue en section transversale de l'électrode interne 40. La est une vue en section transversale du diélectrique 30 recouvrant l'électrode interne 40.
Comme décrit ci-dessus, l'électrode interne 40 est une électrode en feuille extrêmement mince avec un rapport de l'épaisseur « t » à la largeur « w » inférieur ou égal à 1/30. L'électrode interne 40 présente une partie ou un segment aplati(e) 42 avec une épaisseur « t » et des parties de bord en forme de coin 42A et 42B.
L'épaisseur « t » du segment aplati 42 le long de la direction Y est généralement constante. Il convient de noter que la planéité du segment aplati 42 ne nécessite pas une planéité stricte et sévère. Ici, les différences d'épaisseur à différentes positions sont autorisées dans une certaine mesure lors de l'observation au microscope de la section transversale de l'électrode interne 40. Par exemple, l'épaisseur « t » du segment aplati 42 peut être considérée comme constante lorsque l'épaisseur d'une position arbitraire le long de la direction Y est égale ou supérieure à 0,7 du maximum de l'épaisseur du segment aplati 42. De préférence, l'épaisseur d'une position arbitraire le long de la direction Y est supérieure à 0,8. De telles différences d'épaisseur sont ici autorisées.
L'électrode interne 40 se compose de la partie aplatie 42 et des parties de bord 44A et 44B. Ici, le rapport de la longueur « d » du segment aplati 42 sur la largeur « w » de l'électrode interne 40 le long de la direction Y est supérieur ou égal à 0,9. Il convient de noter que le rapport (d/w) peut être supérieur ou égal à 0,6. En conséquence, le rapport de la longueur individuelle « d1 » de la partie de bord 44A et de la partie de bord 44B à la largeur « w » de l'électrode interne 40 le long de la direction Y peut être inférieur ou égal à 0,2. Ici, le rapport (d1/w) est inférieur ou égal à 0,05.
Les parties de bord 44A et 44B sont affûtées et pointues. Les pointes E1 et E2 des parties de bord 44A et 44B, respectivement, ne présentent pas d'épaisseur significative et sont considérées comme des points. Il convient de noter que les pointes E1 et E2 sont reconnues visuellement comme des « points » lors de l'observation microscopique de la section transversale de l'électrode interne 40.
L'électrode interne 40 est agencée de telle sorte que la position centrale du segment aplati 42 le long de la direction Y est alignée avec l'axe C. Les parties de bord en forme de coin 44A et 44B sont effilées depuis une limite du segment aplati 42 vers les pointes E1 et E2, respectivement. Un angle effilé « θ1 » de la partie de bord 44A et un angle effilé « θ2 » de la partie de bord 44B sont constants, c'est-à-dire que les surfaces des parties de bord 44A et 44B sont des surfaces plates. Les parties de bord en forme de cale 44A et 44B sont effilées directement et chacune présente une forme de V symétrique dans la direction Y. Les parties de bord pointues 44A et 44B sont formées sur l'électrode interne 40 le long de l'axe C. Ici, les parties de bord 44A et 44B sont symétriques par rapport aux directions X et Y.
Il est également possible de préparer la seconde électrode sèche par un procédé par voie sèche classique (à l’aide d’un AC, par exemple), par une suspension ou par une autre technique non sèche.
En plus des deux électrodes, la LIB typique comprend un électrolyte approprié. Des exemples comportent, par exemple, le carbonate d’éthylène-carbonate de diméthyle-carbonate d’éthylméthyle (EC-DMC-EMC), le carbonate de vinylène (VC), LiPF 6 ; le carbonate d’éthylène-carbonate de diéthyle (EC-DEC, LiPF 6 ; ou (EC-DMC), LiPF6. En laboratoire, un séparateur qui absorbe l’électrolyte et empêche un contact électrique entre les électrodes, tout en permettant la diffusion des ions Li, peut être un microfiltre à fibres de verre adapté (par exemple, Whatman GF/A). Des séparateurs membranaires réalisés en polypropylène/polyéthylène (par exemple, Celgard 2300) peuvent également être utilisés dans certains cas.