FR2911723A1 - Electrode, for electrochemical energy storage system, which is useful as a battery for a computer, a server/a portable telephone, or a supercapacitor, comprises a triazinic polynitroxide - Google Patents
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Abstract
Description
Electrode comprenant au moins un polynitroxyde triaziniqueElectrode comprising at least one triazine polynitroxide
La prése:rrte invention concerne une électrode de système électrochimique de stockage d'énergie comprenant au moins un polynitroxyde triazinique. Elle concerne aussi un système électrochimique de stockage d'énergie comprenant une telle électrode, ainsi que l'utilisation d'au moins an polynitroxyde triazinique pour la fabrication d'une électrode de système électrochimique de stockage d'é:iergie. The present invention relates to an electrochemical energy storage system electrode comprising at least one triazine polynitroxide. It also relates to an electrochemical energy storage system comprising such an electrode, as well as the use of at least one triazine polynitroxide for the manufacture of an electrochemical electrode storage electrode electrode.
On connaît::. des accumulateurs ou batteries au lithium fonctionnant selon le principe de la migration d'ions lithium, en phase de décharge, d'une électrode négative (ou anode), nc:::tamment à base de carbone/graphite, vers une électrode positive (ou cathode) contenant un composé d'insertion du lithium, généralement de type oxyde métallique, travers un électrolyte conducteur ionique. We know::. lithium batteries or batteries operating according to the principle of the migration of lithium ions, in the discharge phase, of a negative electrode (or anode), nc but based on carbon / graphite, towards a positive electrode ( or cathode) containing a lithium insertion compound, generally metal oxide type, through an ionic conductive electrolyte.
Le passage des ions lithium dans le circuit interne de l'accumulateur est compensé par la migration d'un nombre correspondant d'électrons dans le circuit externe, générant ainsi un courant électrique. L'accumulateur peut ensuite être rechargé, ce qui a pour effet de réintégrer les ions lithium dans l'électrode négative. Les électrons circulent dans le même sens que les ions lithium, entraînant ainsi une oxydation de l'électrode négative en phase de décharge et une oxydation de l'électrode positive en phase de charge. The passage of lithium ions in the internal circuit of the accumulator is compensated by the migration of a corresponding number of electrons in the external circuit, thereby generating an electric current. The accumulator can then be recharged, which has the effect of reintegrating the lithium ions into the negative electrode. The electrons circulate in the same direction as the lithium ions, thus causing oxidation of the negative electrode in the discharge phase and oxidation of the positive electrode in the charging phase.
Il a été proposé dans la derr.ande US 2003/0096165 d'utiliser un composé ou polymère radicalaire de type nitroxyle pour former au moins l'une des électrodes d'une batterie du type ci-dessus. Un exemple de polymère radicalaire est un polyester de 2,2,6,6-tétraméthyl pipéridine-l-N-oxyle (TEMPO). It has been proposed in US Pat. No. 2003/0096165 to use a nitroxyl radical-type compound or polymer to form at least one of the electrodes of a battery of the above type. An example of a free-radical polymer is a 2,2,6,6-tetramethyl piperidine-1-N-oxyl polyester (TEMPO).
Il a également été suggéré d'utiliser un polyester de TEMPO comme cathode par NAKAHARA K. et al, Rechargeable 3atteries with Organic Radical Cathodes, Chem. Phys. Lert. 359 (2002) 351-354. It has also been suggested to use a TEMPO polyester as a cathode by NAKAHARA K. et al, Rechargeable 3atteries with Organic Radical Cathodes, Chem. Phys. Lert. 359 (2002) 351-354.
Il subsiste néanmoins le besoin de proposer des systèmes électrochimiques de stockage d'énergie, tels que des batteries rechargeables, ayant une cinétique de charge / décharge rapide, une grande densité de puissance et d'énergie et qui soient peu coûteux, non toxiques pour l'utilisateur =~t respectent l'environnement. There is still a need, however, to provide electrochemical energy storage systems, such as rechargeable batteries, with fast charge / discharge kinetics, high power and energy density, and low cost, non-toxic to the environment. user = ~ t respect the environment.
La Demandresse a maintenant découvert que ce besoin pouvait être satisfait en utilisant des polynitroxydes triaziniques p:sur former au moins l'une des électrodes du système élec-,rochimique. The Applicant has now discovered that this need can be satisfied by using triazine polynitroxides to form at least one of the electrodes of the electrochemical system.
Certains de ces polymères sont déjà connus comme catalyseurs d'oxydation sélective des alcools primaires et secondaires, aliphatiques et benzyliques, en aldéhydes et cétones (Dijksman A. et al, Chem. Commun. 2000, 271-272). Some of these polymers are already known as catalysts for selective oxidation of aliphatic and benzylic primary and secondary alcohols, aldehydes and ketones (Dijksman A. et al., Chem Commun 2000, 271-272).
Toutefois, à la connaissance de la Demanderesse, il n'a encore jamais été suggéré de les utiliser pour la fabrication d'lectrodes de systèmes électrochimiques de stockage d'éne gie. However, to the knowledge of the Applicant, it has never been suggested to use them for the manufacture of electrodes of electrochemical energy storage systems.
La présente invention a donc pour objet une électrode de système électrochimique de stockage d'énergie comprenant au moins un polynitroxyde triazinique. The present invention therefore relates to an electrochemical energy storage system electrode comprising at least one triazine polynitroxide.
Elle a également pour objet un système électrochimique de stockage d'énergie comprenant au moins une électrode positive, au moins une électrode négative et un électroyte, caractérisée en ce que le matériau constituant '..'électrode positive et/ou l'électrode négative comprend au moins un polyntroxyde triazinique. It also relates to an electrochemical energy storage system comprising at least one positive electrode, at least one negative electrode and an electrolyte, characterized in that the material constituting the positive electrode and / or the negative electrode comprises at least one triazine polymer.
Par nolynitroxyde triazinique , on entend un homo- ou copclymère comprenant au moins un monomère porteur à la 1=ois d'un groupe triazine et d'un radical nitroxyle. By triazine nynynitroxide, is meant a homo- or copolymer comprising at least one carrier monomer at least 1 of a triazine group and a nitroxyl radical.
Par ailleurs, il est entendu que l'expression compris(e) entre apparaissant dans la suite de cette description .do'_t être comprise comme incluant les bornes citées. Furthermore, it is understood that the expression between the following appearing in the remainder of this description .do't be understood as including the aforementioned terminals.
Le polymère (polynitroxyde triazinique) mis en oeuvre selon l'invention est susceptible d'être obtenu à partir de la polyarri_ne secondaire correspondante, qui est généralement une polyamine de type HALS (Hindered-Amine Light Stabilizer, ou stabilisant à la lumière à fonction amine stériq.ement encombrée), selon un procédé comprenant de préférence les étapes suivantes : - la solubilisation de la polyamine secondaire dans un solvant organique non miscible à l'eau,. tel que le dichloromethane, -l'ajout d'eau pour obtenir un milieu biphasique, - l'ajout au milieu biphasique, sous forte agitation : (a) d'un peracide aliphatique, par exemple de peracide acétique, selon un rapport molaire peracide/amine secondaire allant de préférence de 1.5 à 2.5 et (b) d'une quantité suffisante d'une solution aqueuse basique, telle qu'une solution de carbonate de potassium, pour obtenir un pH de la phase aqueuse du milieu biphasique allant de 4 à 12, la température de cette étape étant de préférence comprise entre -10 C et +40 C, - la récupération de la phase organique, avantageusement par décantation, et - l'éliminati:in du solvant organique, par exemple par évaporation sous pression réduite. The polymer (triazinic polynitroxide) used according to the invention is capable of being obtained from the corresponding secondary polyarriene, which is generally a HALS-type polyamine (Hindered-Amine Light Stabilizer or amine-light stabilizer). sterically hindered), according to a process preferably comprising the following steps: - the solubilization of the secondary polyamine in an organic solvent immiscible with water ,. such as dichloromethane, -addition of water to obtain a biphasic medium, -addition to biphasic medium, with vigorous stirring: (a) an aliphatic peracid, for example acetic acid peracid, according to a peracidic molar ratio secondary amine preferably ranging from 1.5 to 2.5 and (b) a sufficient amount of a basic aqueous solution, such as a potassium carbonate solution, to obtain a pH of the aqueous phase of biphasic medium ranging from 4 to at 12, the temperature of this stage preferably being between -10 ° C. and + 40 ° C., the recovery of the organic phase, advantageously by decantation, and the elimination of the organic solvent, for example by evaporation under pressure. scaled down.
La polyamine secondaire de départ peut être disponible dan:,; le commerce, auquel cas le polymère selon l'invention prs~sente en outre l'avantage d'être simple et peu coûteux à fabriquer, ou être obtenue elle-même par un procédé de synthèse. The secondary polyamine starting can be available in: commerce, in which case the polymer according to the invention also has the advantage of being simple and inexpensive to manufacture, or be obtained itself by a method of synthesis.
Selon un mode de réalisation particulier, le polynitroxyde triazinique utilisé selon l'invention renferme au moins un monomère portant un radical 2,2,6,6-tétraalkyl pLperidine-N-oxyle (ledit monomère pouvant ou non être porte_:.. du groupe triazine), où le groupe alkyle renferme de 1 à 4 atomes de carbone. According to a particular embodiment, the triazine polynitroxide used according to the invention contains at least one monomer carrying a 2,2,6,6-tetraalkylpiperidine-N-oxyl radical (said monomer may or may not be in the group). triazine), where the alkyl group contains from 1 to 4 carbon atoms.
Selon une forme d'exécution préférée de l'invention, la polyamine secondaire utilisée dans le procédé ci-dessus renferme au moins un monomère contenant un groupement 2-[(2,2,6,6)-tétraalkyl-4-pipéridinyl]-amino-1,3,5-triazine. According to a preferred embodiment of the invention, the secondary polyamine used in the above process contains at least one monomer containing a 2 - [(2,2,6,6) -tetraalkyl-4-piperidinyl] - group. amino-1,3,5-triazine.
Plus précisément, on préfère que cette polyamine 5 réponde à la formule (I) R X R5 ùz R5., 'Y (I) More specifically, it is preferred that this polyamine has the formula (I) R X R5 ùz R5., 'Y (I)
dans laquelle : 10 z représente un entier allant de 2 à 2C ; R3 représente un atome d'hydrogène ; X représente un atome d'oxygène ou un groupe -NR4-; R4 représente, simultanément ou indépendamment, un atome d'hydrogène, un groupe 2,2,6,6-tétraméthyl-4- 15 pipéridinyl Du un groupe hydrocarboné en C1-C15, linéaire, ramifié ou cyclique, saturé ou insaturé, ledit groupe hydrocarboné pouvant contenir un ou deux atomes d'oxygène ou d'azote, ou deux groupes R4, liés au même atome d'azote, pelvent être liés ensemble pour former un 20 hétérocycle ayant de 5 à 7 chaînons et pouvant en outre contenir un atc)me d'oxygène ; R5 représente, simultanément ou indépendamment, un atome d' hydrogene ou un groupe -NR62, ou les deux R5 sont chacun NRaRb ou Ra est un groupe (2,.2, 6, 6) -tétraméthyl-4-pipéridinyl et les deux substituants Rb forment ensemble un groupe tr:iaz:ine substitué par un groupe -NR42 ; R6 représente, simultanément ou indépendamment, un atome d' hydrogène, un groupe hydrocarboné en C1-C20r linéaire, ram=fié ou cyclique, saturé ou insaturé, un groupe 2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridinyl ou un groupe de formule (II) . où R7 représente, simultanément ou indépendamment, un atome d'hj,jdrogène, un groupe alkyle linéaire ou ramifié en C1--C12 ou un groupe 2, 2, 6, 6-tétraméthyl-4- 15 pipéridinyl f_et Y représente, simultanément ou indépendamment, un groupe alkylène linéaire, ramifié ou cyclique en C1C20 pouvant comprendre un ou deux atomes d'oxygène ou d' azote. 20 Selon une forme d'exécution particulièrement préférée de l'lLnvention, la polyamine secondaire répond à la formule (II=_) ci-dessous : R7 N Y Nû(CH2)nn R8/ R3 R8 R3 R3 >,..N < Y Y N~ \ N--(CH2)m Il N z dans laqu_-~11e z représe:~te un entier allant de 2 à 10 ; m représe:.te un entier allant de 2 à 12 ; R3 est un atome d'hydrogène ; R4 représente, simultanément ou indépendamment, un atome d'hydrogène, un groupe 2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridinyl ou; un groupe alkyle ou alkényle en C1-C10, linéaire ou ramifié, ou deux groupes R4, liés au même atome d'azote, peuvent être liés ensemble pour former un hétérocycle ayant 6 chaînons et pouvant contenir un atome d'oxygène ; et R8 represente, simultanément ou indépendamment, un atome d'hydrogène, un groupe 2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridinyl ou un groupe alkyle ou alkényle en CI-CH, linéaire ou lamifié, ou un groupe de formule (II) tel que défini précédemment, ou ceux groupes R8 forment ensemble un groupe triazine substitué par un groupe -NR42 où R4 est tel que défini précédemment. wherein: z is an integer from 2 to 2C; R3 represents a hydrogen atom; X represents an oxygen atom or a group -NR4-; R 4 represents, simultaneously or independently, a hydrogen atom, a 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl group of a linear, branched or cyclic, saturated or unsaturated C 1 -C 15 hydrocarbon group, said group hydrocarbon containing one or two oxygen or nitrogen atoms, or two groups R4, bonded to the same nitrogen atom, can be bonded together to form a 5- to 7-membered heterocyclic ring and may additionally contain an atc ) oxygen; R5 represents, simultaneously or independently, a hydrogen atom or a group -NR62, or both R5 are each NRaRb or Ra is a (2, 2, 6, 6) -tetramethyl-4-piperidinyl group and both substituents Rb together form a tr: iazine group substituted with -NR42; R6 represents, simultaneously or independently, a hydrogen atom, a linear, cyclic or saturated, saturated or unsaturated C1-C20r hydrocarbon group, a 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl group or a group of formula (II). wherein R 7 represents, simultaneously or independently, a hydrogen atom, a linear or branched C1-C12 alkyl group or a 2, 2, 6, 6-tetramethyl-4-piperidinyl group and Y represents, simultaneously or independently, a linear, branched or cyclic C 1 -C 20 alkylene group may include one or two oxygen or nitrogen atoms. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the secondary polyamine has the formula (II = -) below: ## STR5 ## ~ \ N - (CH2) m It N z in lac_- ~ 11e z represents: ~ te an integer ranging from 2 to 10; m represents: .te an integer ranging from 2 to 12; R3 is a hydrogen atom; R4 represents, simultaneously or independently, a hydrogen atom, a 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl group or; a linear or branched C1-C10 alkyl or alkenyl group, or two R4 groups, bonded to the same nitrogen atom, may be bonded together to form a 6-membered heterocyclic ring which may contain an oxygen atom; and R 8 represents, simultaneously or independently, a hydrogen atom, a 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl group or a linear or laminated C 1 -C 6 alkyl or alkenyl group, or a group of formula ( II) as defined above, or those R8 groups together form a triazine group substituted with a group -NR42 where R4 is as defined above.
De façon particulièrement préférée, la polyamine répond à la _.ormule (III) dans laquelle : m vaut 6 ; l'un des groupes R4 est un atome d'hydrogène et l'autre est un groupe tC8-H1-7 ; et R8 est un atome d'hydrogène. In a particularly preferred manner, the polyamine corresponds to the formula (III) in which: m is 6; one of R4 is hydrogen and the other is tC8-H1-7; and R8 is a hydrogen atom.
Une polyamine de ce type, ayant une masse moléculaire en nombre d'environ 3000 est notamment disponible dans le commerce auprès de la société CIBA sous la dénomination commerciale CH:[MASSORB" 944. A polyamine of this type having a number-average molecular weight of about 3000 is especially commercially available from CIBA under the trade name CH: [MASSORB® 944.
Selon une autre possibilité, ta polyamine utilisée selon l'invention répond à la formule (III) dans laquelle : m vaut 6 ; l'un des groupes R4 est un groupe C4H9 et l'autre est un groupe 2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridinyl ; R8 est un atome d'hydrogène. According to another possibility, the polyamine used according to the invention corresponds to formula (III) in which: m is 6; one of R4 is C4H9 and the other is 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl; R8 is a hydrogen atom.
Selon une autre possibilité encore, la polyamine utilisée selon l'invention répond à la formule (III) dans laquelle : m vLut 6 ; les groupes R4 forment ensemble un hétérocycle saturé à six chaînons renfermant un atome d'oxygène ; et R8 est un atome d'hydrogène. According to another possibility, the polyamine used according to the invention corresponds to formula (III) in which: m vLut 6; the R 4 groups together form a saturated six-membered heterocyclic ring containing an oxygen atom; and R8 is a hydrogen atom.
Ces composés, identifiés par les références 27, 28 et 29 dans la publication de Kirchhoff J. et al., Polymers & Palymer Composites, Vol. 8, No. 4, 2000, sont disponibles dans le commerce auprès de la société DEGUSSA-HOLSä These compounds, identified by references 27, 28 and 29 in the publication of Kirchhoff J. et al., Polymers & Palymer Composites, Vol. 8, No. 4, 2000, are commercially available from DEGUSSA-HOLSä
Selon une autre possibilité, la polyamine utilisée selon l' invent=ion répond à la formule (III) dans laquelle : m vaut 6 ; les deux groupes R8 forment ensemble un croupe triazine substitué par un groupe -NR42 ; et chaque groupe R4 forme avec celui présent sur le même atome de carbone un hétérocycle saturé à six chaînons renfermant un atome d'oxygène. According to another possibility, the polyamine used according to the invention corresponds to formula (III) in which: m is 6; the two R8 groups together form a triazine rump substituted with a group -NR42; and each R4 group forms with that present on the same carbon atom a saturated six-membered heterocyclic ring containing an oxygen atom.
Selon une autre possibilité encore, la polyamine utilisée selon l'invention répond à la formule (III) dans laquelle m vaut 6 ; l'un des groupes R4 est un atome d'hydrogène et. l'autre est un groupe 1,1-diméthyl-3,3-diméthyl-butyl ; et les deux groupes R8 forment ensemble un groupe triazine substitué par un groupe -NR42 où l'un des groupes R4 est un atome d'hydrogène et l'autre est un groupe 1,1-d.im,thyl-3,3-diméthyl-butyl. According to another possibility, the polyamine used according to the invention corresponds to formula (III) in which m is 6; one of the R4 groups is a hydrogen atom and. the other is 1,1-dimethyl-3,3-dimethylbutyl; and the two R8 groups together form a triazine group substituted with a group -NR42 where one of the R4 groups is a hydrogen atom and the other is a 1,1-di-im, 3,3-thyl group. dimethyl-butyl.
Des polyamines de ce type sont notamment décrites dans la demande WO 02/058844 et l'une d'elles est disponible cars le commerce auprès de la société CIBA sous la dénomi:'Lation commerciale CHI:MASSORB" 966. Polyamines of this type are described in particular in application WO 02/058844 and one of them is commercially available from CIBA under the trade name CHI: MASSORB 966.
La mise en oeuvre du procédé préféré décrit précédemment sur la polyamine CHIMASSORB 944 permet précisément d'obtenir le polynitroxyde triazinique décrit à l'Exemple 4 de la demande WO 00/40550, ayant une masse moléculaire moyenne en nombre allant de 2000 à 3100. Ce polymère, connu sous la désignation PIPO (pour polyamine immobilized piperidinyl OXyl ou piperidinyl oxyde à base de polyamine immobilisée ), identifié par le numéro CAS 91993-31-6, est notamment disponible dons le commerce auprès de la société ARKEMA sous la dénomination commerciale OXYNITROX" S100. The implementation of the preferred method described above on the CHIMASSORB 944 polyamine makes it possible precisely to obtain the triazine polynitroxide described in Example 4 of application WO 00/40550, having a number-average molecular weight ranging from 2000 to 3100. This polymer, known under the designation PIPO (for immobilized polyamine immobilized piperidinyl OXyl or immobilized polyamine based piperidinyl oxide), identified by the CAS number 91993-31-6, is especially available commercially from the company ARKEMA under the trade name OXYNITROX "S100.
Le polymère selon l'invention peut être utilisé comme matériau constitutif de l'une ou des deux électrodes, scit seul, soit en combinaison avec un matériau conducteur additionnel tel que le graphite (de préférence sous forme de fibres), le noir de carbone, le noir d'acétylene, la polyaniline, le polypyrrole, le polythiophène, le polyacétylène, le polyacène et leurs mélanges. L'électrode renfermant ce polymère peut en outre contenir au moins un liant tel que du poly(tétraflzoroéthylène). The polymer according to the invention can be used as constituent material of one or both electrodes, scit alone, or in combination with an additional conductive material such as graphite (preferably in the form of fibers), carbon black, acetylene black, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, polyacene and mixtures thereof. The electrode containing this polymer may further contain at least one binder such as poly (tetrafluoroethylene).
Le polymère peut être utilisé selon l'invention dans le matériau constitutif de l'électrode positive où il sera oxydé en ion oxoammonium pendant la charge du système électrochimique. Pendant la décharge, le radical nitroxyde est régénéré par réduction de l'oxoammonium. Dans ce cas, l'anode pourra être constituée, par exemple, de carbone et/ou graphite ou de lithium métal. En variante, ce polymère peut être utilisé dans le matériau constitutif de l'électrode négative où il sera oxydé en cation oxoammonium correspondant pendant la décharge du système électrochimique. Dans ce cas, l'électrode positive pourri être constituée, par exemple, d'un oxyde métallique. The polymer can be used according to the invention in the constituent material of the positive electrode where it will be oxidized to oxoammonium ion during the charging of the electrochemical system. During the discharge, the nitroxide radical is regenerated by reduction of oxoammonium. In this case, the anode may consist of, for example, carbon and / or graphite or lithium metal. Alternatively, this polymer may be used in the constituent material of the negative electrode where it will be oxidized to the corresponding oxoammonium cation during the discharge of the electrochemical system. In this case, the positive electrode may consist of, for example, a metal oxide.
Généralement, les électrodes du système électrochimique de stockage d'énergie selon l'invention sont chacune erg- contact, par leur face opposée à celle de l'électrolyte les séparant, avec un collecteur de courant qui peut par exemple être constitué d'une plaque métallique à base de nickel, d'aluminium, d'un alliage d'aluminium, de cuivre, d'or, d'argent ou d'acier inoxydable. Generally, the electrodes of the electrochemical energy storage system according to the invention are each ergo-contact, by their side opposite to that of the electrolyte separating them, with a current collector which may for example consist of a plate metal based on nickel, aluminum, aluminum alloy, copper, gold, silver or stainless steel.
Tout type d'électrolyte peut être utilisé et de préférence un ou plusieurs solvants organiques contenant au moins un sel renfermant un cation tel que l'ion lithium. Des Oxemples de tels sels sont notamment ceux ayant pour formule : LiPF6r LiC104, LiBF4, LiCF3SO3, LiN (CF3SO2) 2, Li_N (C2F5S02) 2,, LiC (CF3SO2) 3 et LiC (C2F5S02) 3. Any type of electrolyte may be used and preferably one or more organic solvents containing at least one salt containing a cation such as lithium ion. Examples of such salts are in particular those having the formula: LiPF6r LiClO4, LiBF4, LiCF3SO3, LiN (CF3SO2) 2, LiN (C2F5SO2) 2, LiC (CF3SO2) 3 and LiC (C2F5SO2) 3.
Le système électrochimique de stockage d'énergie selon l'invent_on peut notamment être une batterie ou un supercondensat.ur. La batterie peut par exemple être utilisée comm batterie de secours pour différentes applications, notamment dans des ordinateurs individuels, des serveurs informatiques ou des téléphones portables. Le superconden::sateur peut par ailleurs être utilisé pour alimenter les circuits électriques secondaires d'un véhicule ou pour préchauffer des pots catalytiques. The electrochemical energy storage system according to the invention can in particular be a battery or a supercondensate. The battery can for example be used as backup battery for different applications, especially in personal computers, computer servers or mobile phones. The supercondenser may also be used to supply the secondary electrical circuits of a vehicle or to preheat catalytic converters.
La présente invention a donc également pour objet l'utilisation d'un système électrochimique de stockage d'énergie tel_ que décrit précédemment comme batterie de secours d'un ordinateur individuel, d'un serveur informatique ou d'un téléphone portable. The present invention therefore also relates to the use of an electrochemical energy storage system such as previously described as backup battery of a personal computer, a computer server or a mobile phone.
Elle a encore pour objet l'utilisation d'au moins un polynitroxyde triazinique pour la fabrication d'une électrode de système électrochimique de stockage d'énergie tel qu'une batterie. It also relates to the use of at least one triazine polynitroxide for the manufacture of an electrode for electrochemical energy storage system such as a battery.
L'invention sera maintenant illustrée par les exemples non 11mitatifs suivants. The invention will now be illustrated by the following non-critical examples.
EXEMPLESEXAMPLES
Exemple 1 : Fabrication d'une électrode contenant un polynitroxyde triazinique 30 On mélange dans une boîte à gants équipée d'un purificateur d'air : 60 mg d'un copolymère de chlorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène et 140 mg d'une solution d'électrolyte constituée d'un mélange 1 :1 de carbonate d'éthylène / carbonate de propylène contenant 1 mol/1 de LiPF6, sous atmosphère c'apgon. On ajoute au mélange 1130 mg de tétrahydrofuranne et on dissout le mélange pour préparer une solution de gel d'électrolyte dans le tétrahydrofuranne. EXAMPLE 1 Manufacture of an Electrode Containing a Triazine Polynitroxide A glove box equipped with an air purifier is mixed in: 60 mg of a copolymer of vinylidene chloride and of hexafluoropropylene and 140 mg of a solution electrolyte consisting of a 1: 1 mixture of ethylene carbonate / propylene carbonate containing 1 mol / l of LiPF6, under an apgon atmosphere. 1130 mg of tetrahydrofuran are added to the mixture and the mixture is dissolved to prepare an electrolyte gel solution in tetrahydrofuran.
On mélange dans un récipient séparé 30 mg d'OXYNITROX" S100 (ARKEMA), puis 60 mg de poudre de graphite et 200 mg du gel d'électrolyte préparé comme décrit ci-dessus. On ajoute au mélange 1000 mg de tétrahydrofuranne de façon à obtenir une bouillie noire homogène. On ajoute ensuite goutte-à-goutte 200 mg de cette bouillie sur la surface d'une feuille d'aluminium (surface de 1.5 x 1.5 cm ; épaisseur de 100 pm) et on l'étale pour obtenir une surface régulière. On laisse l'ensemble à température ambiante pendant 60 min pour évaporer le solvant, et former ainsi une couche organique contenant le oolynitroxyde triazinique sur la feuille d'aluminium. 30 mg of OXYNITROX ™ S100 (ARKEMA), followed by 60 mg of graphite powder and 200 mg of the electrolyte gel prepared as described above, are mixed in a separate container, and 1000 mg of tetrahydrofuran is added to the mixture to give To obtain a homogeneous black slurry, 200 mg of this slurry is then added dropwise to the surface of an aluminum foil (surface 1.5 x 1.5 cm, thickness 100 μm) and spread to obtain a The surface is allowed to stand at room temperature for 60 minutes to evaporate the solvent, and thus form an organic layer containing the triamine oxide on the aluminum foil.
Parallèlement, cn mélange 600 mg d'un copolymère de chlorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène, 1400 mg d'une solution d'électrolyte, constituée d'un mélange 1 :1 de carbonate d'éthylène / carbonate de propylène contenant 1 mol/1 de LiPF6, et 11.3 g de tétrahydrofuranne. On applique ce mélange sur une plaque de verre jusqu'à une épaisseur de 1 mm. On laisse évaporer le solvant pendant une heure pour obtenir un film de gel d'électrolyte ayant une épaisseur de 150 pm sur la plaque de verre. At the same time, 600 mg of a copolymer of vinylidene chloride and hexafluoropropylene, 1400 mg of an electrolyte solution, consisting of a 1: 1 mixture of ethylene carbonate / propylene carbonate containing 1 mol 1 of LiPF6, and 11.3 g of tetrahydrofuran. This mixture is applied to a glass plate up to a thickness of 1 mm. The solvent was allowed to evaporate for one hour to obtain an electrolyte gel film having a thickness of 150 μm on the glass plate.
Le film de gel d'électrolyte est déccupé en carrés de 2.0 x 2.0 cm et strat_fié sur la feuille d'aluminium sur laquelle a été déposée la couche de polynitroxyde triazinique. On stratifie ensuite sur la feuille une feuille de cuivre pourvue d'un film de lithium (épaisseur de 30 }:gym pour le film de lithium et de 20 p.m pour la feuille de cuivre). On prend le produit en sandwich entre deux feuilles de polytétrafluorothylène ayant une épaisseur de 5 mm et on le presse pour obtenir une batterie dont l'électrode positive contient le polynitroxyde triazinique et l'électrode négative est constituée de la feuille de cuivre pourvue du film de lithium. The electrolyte gel film is decocessed into 2.0 x 2.0 cm squares and strat_fied on the aluminum foil on which the triazine polynitroxide layer has been deposited. The sheet is then laminated with a copper foil provided with a lithium film (30 μm thick: gym for the lithium film and 20 μm for the copper foil). The product is sandwiched between two sheets of polytetrafluoroethylene having a thickness of 5 mm and is pressed to obtain a battery whose positive electrode contains triazine polynitroxide and the negative electrode consists of the copper foil provided with the film of lithium.
Exemple 2 : Fabrication d'une électrode contenant un polynitroxyde triazinique Example 2 Manufacture of an Electrode Containing a Triazine Polynitroxide
On mélange un polymère à base de polynitroxyde triazinique (O:/YNITROX S100 d'ARKEMA) avec 20-50% en poids de fibres de graphite ayant un diamètre de 150 nm pour obtenir une électrode positive dans laquelle les fibres de graphite sont recouvertes d'une fine couche (50- 100 nm) de polymère. Cette électrode est empilée avec un film de séparation et une électrode négative constituée de lithium metal ou de carbone graphite. On utilise comme électrolyte du carbonate d'éthylène contenant LiPF6. On obtient ainsi une batterie au lithium. A polymer based on triazine polynitroxide (O: / YNITROX S100 from ARKEMA) is mixed with 20-50% by weight of graphite fibers having a diameter of 150 nm to obtain a positive electrode in which the graphite fibers are covered with a thin layer (50-100 nm) of polymer. This electrode is stacked with a separation film and a negative electrode made of lithium metal or graphite carbon. Ethylene carbonate containing LiPF 6 is used as the electrolyte. This gives a lithium battery.
Claims (15)
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