CA3120989A1 - Materiaux d'enrobage a base d'hydrocarbures aliphatiques insatures et leurs utilisations dans des applications electrochimiques - Google Patents

Materiaux d'enrobage a base d'hydrocarbures aliphatiques insatures et leurs utilisations dans des applications electrochimiques

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Charlotte MALLET
Nicolas DELAPORTE
Marc-Andre Girard
Steve DUCHESNE
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Abstract

La présente technologie concerne un matériau d'enrobage comprenant au moins un hydrocarbure aliphatique insaturé ramifié ou linéaire ayant de 10 à 50 atomes de carbone et ayant au moins une double ou une triple liaison carbone-carbone pour utilisation dans des applications électrochimiques, notamment dans les accumulateurs électrochimiques tels que les batteries dites tout solide. La présente technologie concerne également des particules enrobées comprenant ledit matériau d'enrobage et leurs procédés de fabrication. Aussi décrits sont des matériaux d'électrodes, des électrodes, des électrolytes, des matériaux de revêtement pour collecteur de courant et des collecteurs de courant comprenant lesdites particules enrobées et leur utilisation dans des cellules électrochimiques, par exemple, dans des accumulateurs électrochimiques, notamment dans des batteries dites tout solide.

Description

MATÉRIAUX D'ENROBAGE A BASE D'HYDROCARBURES ALIPHATIQUES
INSATURÉS ET LEURS UTILISATIONS DANS DES APPLICATIONS
ÉLECTROCHIMIQUES
DOMAINE TECHNIQUE
La présente demande se rapporte au domaine des enrobages et de leur utilisation dans des applications électrochimiques. Plus particulièrement, la présente demande se rapporte à des enrobages pour des particules de matériau inorganique conducteur ionique, de matériau électrochimiquement actif, de conducteur électronique, à
leurs procédés de fabrication et à leurs utilisations dans des cellules électrochimiques, notamment dans des batteries dites tout solide.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Les systèmes électrochimiques à l'état tout solide sont substantiellement plus sécuritaires, légers, flexibles et performants que leurs homologues basés sur l'utilisation d'électrolytes liquides. Cependant, le champ d'application des électrolytes solides est toujours limité.
En effet, les électrolytes polymères solides présentent des problèmes liés à
leur stabilité
électrochimique limitée, à leur faible nombre de transport et à leur conductivité ionique relativement basse à température ambiante.
Les électrolytes solides à base de céramique présentent une large fenêtre de stabilité
électrochimique et une conductivité ionique substantiellement plus élevée à
température ambiante. Cependant, ils sont associés à des problèmes liés à leur stabilité
interfaciale ainsi qu'a leur stabilité à l'air ambiant et humidité.
De plus, la fabrication d'électrolytes solides et les matériaux d'électrode des systèmes électrochimiques à l'état tout solide rencontre très fréquemment des problèmes de dispersion, plus particulièrement au moment de la formation d'électrodes et d'électrolytes composites. Plus spécifiquement, la nature des éléments d'un composite, comme par exemple les polymères et particules inorganiques, étant différente, les éléments solides peuvent avoir tendance à former des agglomérats à l'intérieur d'une matrice polymère ou d'un liant d'électrode, ce qui peut nuire aux performances, au rendement ou à
la stabilité
du système.

Date Reçue/Date Received 2021-06-03 Ces problèmes de dispersion peuvent également être restreints significativement via l'utilisation de liants, d'additifs ou de milieux de dispersion entraînant une meilleure dispersion des particules.
Des exemples de milieux de dispersion sont décrits dans le brevet européen publié sous le numéro EP 3 467 845, ceux-ci étant présents dans la composition de l'électrolyte solide.
La fabrication d'électrolytes solides à base de céramique est associée à des problèmes de fissuration à la suite du procédé de compression à sec. Une stratégie employée pour solutionner ce problème comprend l'encapsulation des particules d'électrolyte solide à
base de céramique par un polymère substantiellement flexible (ou élastique).
Par exemple, le brevet coréen publiée sous le numéro KR 10-2003300 décrit une couche d'enrobage polymérique comprenant un polymère à base d'acrylique, de fluor, de diène, de silicone, ou de cellulose appliquée sur la surface de particules d'électrolyte cristallin à
base de sulfide. En plus, de minimiser la fissuration de l'électrolyte solide, la couche d'enrobage polymérique permet également l'agrégation des particules d'électrolyte sans abaisser leur conductivité ionique et permet d'absorber les variations de volume en cyclage.
Par conséquent, il existe un besoin pour le développement de systèmes électrochimiques à l'état tout solide excluant un ou plusieurs des inconvénients des systèmes électrochimiques tout solide conventionnels.
SOMMAIRE
Selon un aspect, la présente technologie concerne un matériau d'enrobage comprenant au moins un hydrocarbure aliphatique insaturé ramifié ou linéaire ayant de 10 à 50 atomes de carbone et ayant au moins une double ou une triple liaison carbone-carbone pour utilisation dans une cellule électrochimique.
Dans un mode de réalisation, la température d'ébullition de l'hydrocarbure aliphatique insaturé est supérieure à 150 C. Par exemple, la température d'ébullition de l'hydrocarbure aliphatique insaturé est comprise dans l'intervalle allant d'environ 150 C
à environ 675 C, ou allant d'environ 155 C à environ 670 C, ou allant d'environ 160 C
à environ 665 C, ou allant d'environ 165 C à environ 660 C, ou allant d'environ 170 C
à environ 655 C, bornes supérieures et inférieures incluses.
2 Date Reçue/Date Received 2021-06-03 Dans un autre mode de réalisation, l'hydrocarbure aliphatique insaturé est choisi parmi le groupe constitué du décène, du dodécène, de l'undécène, du tridécène, du tétradécène, du pentadécène, de l'hexadécène, de l'heptadécène, de l'octadécène, du 1,9-décadiène, du docosène, de l'hexacosène, de l'eicosène, du tétracosène, du squalène, du [3-carotène, des pinènes, du dicyclopentadiène, du camphène, de l'a-phellandrène, du [3-phellandrène, des terpinènes, du p-myrcène, du limonène, du 2-carène, de la sabinène, de l'a-cédrène, du copaène, du [3-cédrène, du décyne, du dodécyne, de l'octadécyne, de l'hexadécyne, du tridécyne, du tétradécyne, du docosyne, et d'une combinaison d'au moins deux de ceux-ci. Selon une variante d'intérêt, l'hydrocarbure aliphatique insaturé
est le squalène.
Dans un autre mode de réalisation, le matériau d'enrobage est un mélange comprenant l'hydrocarbure aliphatique insaturé et une composante additionnelle. Par exemple, la composante additionnelle est un alcane ou un mélange comprenant un alcane et un solvant polaire.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne des particules enrobées pour utilisation dans une cellule électrochimique, ladite particule enrobée comprenant :
- un noyau comprenant un matériau électrochimiquement actif, un matériau conducteur électronique ou un matériau inorganique conducteur ionique; et - un matériau d'enrobage tel qu'ici défini, le matériau d'enrobage étant disposé sur la surface du noyau.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un procédé de fabrication de particules enrobées telles qu'ici définies, le procédé comprenant au moins une étape d'enrobage d'au moins une partie de la surface du noyau avec le matériau d'enrobage.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de broyage du matériau électrochimiquement actif, du matériau conducteur électronique ou du matériau inorganique conducteur ionique du noyau de la particule enrobée.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un matériau d'électrode comprenant :
- des particules enrobées telles qu'ici définies, le noyau de la particule enrobée comprenant un matériau électrochimiquement actif; et/ou
3 Date Reçue/Date Received 2021-06-03 - un matériau électrochimiquement actif et des particules enrobées telles qu'ici définies.
Dans un mode de réalisation, le noyau de la particule enrobée comprend le matériau électrochimiquement actif. Selon un exemple, le matériau électrochimiquement actif est .. choisi parmi un oxyde de métal, un sulfure de métal, un oxysulfure de métal, un phosphate de métal, un fluorophosphate de métal, un oxyfluorophosphate de métal, un sulfate de métal, un halogénure de métal, un fluorure de métal, du soufre, du sélénium et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci. Par exemple, le métal du matériau électrochimiquement actif est choisi parmi le titane (Ti), le fer (Fe), le manganèse (Mn), le vanadium (V), le nickel (Ni), le cobalt (Co), l'aluminium (AI), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le zirconium (Zr), le niobium (Nb) et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci. Selon un exemple, le matériau électrochimiquement actif comprend en outre un métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le lithium (Li), le sodium (Na), le potassium (K) et le magnésium (Mg).Selon un autre exemple, le matériau électrochimiquement actif est choisi parmi un métal non-alcalin ou non-alcalino-terreux, un composé
intermétallique, un oxyde de métal, un nitrure de métal, un phosphure de métal, un phosphate de métal, un halogénure de métal, un fluorure de métal, un sulfure de métal, un oxysulfure de métal, un carbone, du silicium (Si), un composite silicium-carbone (Si-C), un oxyde de silicium (Si0x), un composite oxyde de silicium-carbone (SiOx-C), de l'étain (Sn), un composite étain-carbone (Sn-C), un oxyde d'étain (SnOx), un composite oxyde d'étain-carbone (SnOx-C), et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
Dans un autre mode de réalisation, le matériau d'électrode comprend en outre au moins un matériau conducteur électronique. Selon une variante d'intérêt, le noyau de la particule enrobée comprend le matériau conducteur électronique. Par exemple, le matériau conducteur électronique est choisi parmi le groupe constitué du noir de carbone, du noir d'acétylène, du graphite, du graphène, des fibres de carbone, des nanofibres de carbone, des nanotubes de carbones, et d'une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
Dans un autre mode de réalisation, le matériau d'électrode comprend en outre au moins un additif. Selon une variante d'intérêt, le noyau de la particule enrobée comprend l'additif.
Selon un exemple, l'additif est choisi parmi les matériaux conducteurs ioniques inorganiques, les matériaux inorganiques, les verres, les vitrocéramiques, les céramiques, les nano céramiques, des sels et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
Selon un
4 Date Reçue/Date Received 2021-06-03 autre exemple, l'additif comprend des particules de céramique, de verre ou de vitrocéramique à base de fluorure, de phosphure, de sulfure, d'oxysulfure ou d'oxyde.
Selon un autre exemple, l'additif est choisi parmi les composés de type LISICON, thio-LISICON, argyrodites, grenats, NASICON, perovskites, les oxydes, les sulfures, les oxysulfures, les phosphures, les fluorures, de forme cristalline et/ou amorphe, et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci. Selon un autre exemple, l'additif est choisi parmi les composés inorganiques de formules MLZO (par exemple, M7La3Zr2012, M(7-a)l-a3Zr2A1b012, M(7_a)La3Zr2Gab012, M(7_a)La3Zr(z_b)Tab012, et M(7_a)La3Zr(2_b)Nbb012); MLTa0 (par exemple, M7La3Ta2012, M5La3Ta2012, et M6La3Tai.5Y0.5012); MLSnO (par exemple, M7La3Sn2012); MAGP (par exemple, Mi,AlaGe2_a(PO4)3); MATP (par exemple, Mi+aAlaTi2_ a(PO4)3,); MLTiO (par exemple, M3aLa(2/3_a)TiO3); MZP (par exemple, MaZrb(PO4)c); MCZP
(par exemple, MaCabZrc(PO4)d); MGPS (par exemple, MaGebP,Sd tel que MioGeP2S12);
MGPSO (par exemple, MaGebP,Sd0.); MSiPS (par exemple, MaSibP,Sd tel que MioSiP2S12); MSiPSO (par exemple, MaSibP,Sd0.); MSnPS (par exemple, MaSnblpcSd tel que MioSnP2S12); MSnPSO (par exemple, MaSnbP,Sd0.); MPS (par exemple, MaPbS, tel que M7P3511); MPSO (par exemple, MaPbScOd); MZPS (par exemple, MaZnblpcSd);
MZPSO
(par exemple, MaZnbP,Sd0.); xM2S-yP2S5; xM2S-yP2S5-zMX; xM2S-yP2S5-zP205; xM2S-yP2S5-zP205-wMX; xM2S-yM20-zP2S5; xM2S-yM20-zP2S5-wMX; xM2S-yM20-zP2S5-wP205; xM2S-yM20-zP2S5-wP205-vMX; xM2S-y5i52; MPSX (par exemple, MaPbScXd tel que M7P3511X, M7P258X, et M6PS5X); MPSOX (par exemple, MaPbScOdX.); MGPSX
(MaGebP.SdXe); MGPSOX (MaGebPcSdOeXf); MSiPSX (MaSibPcSdX.); MSiPSOX
(MaSibPcSdOeXf); MSnPSX (MaSnblpcSdXe); MSnPSOX (MaSnbP,SdOeXf); MZPSX
(MaZnblpcSdX.); MZPSOX (MaZnbPcSdOeXf); M30X; M2HOX; M3PO4; M3P54; et MaP0bNc (où a = 2b + 3c - 5);
dans lesquelles :
M est un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, ou une de leurs combinaisons, et dans lesquelles lorsque M comprend un ion de métal alcalino-terreux, alors le nombre de M est ajusté pour atteindre l'électroneutralité;
X est choisi parmi F, Cl, Br, I ou une combinaison de ceux-ci;
a, b, c, d, e et f sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour atteindre l'électroneutralité; et v, w, x, y et z sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour obtenir un composé stable.
5 Date Reçue/Date Received 2021-06-03 Selon une variante d'intérêt, l'additif est choisi parmi les composés inorganiques de type argyrodites de formule Li6PS5X dans laquelle X est Cl, Br ou I. Par exemple, l'additif est Li6PS5CI.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une électrode comprenant le matériau d'électrode tel qu'ici défini sur un collecteur de courant. Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une électrode autosupportée comprenant le matériau d'électrode tel qu'ici défini. Dans un mode de réalisation, ladite électrode est une électrode positive.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un électrolyte comprenant des particules enrobées telles qu'ici définies, dans lequel le noyau de la particule enrobée comprend un matériau inorganique conducteur ionique. Selon un exemple, le matériau inorganique conducteur ionique est choisi parmi les verres, les vitrocéramiques, les céramiques, les nano céramiques et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
Selon un autre exemple, le matériau inorganique conducteur ionique comprend une céramique, un verre ou une vitrocéramique à base de fluorure, de phosphure, de sulfure, d'oxysulfure ou d'oxyde. Selon un autre exemple, le matériau inorganique conducteur ionique est choisi parmi les composés de type LISICON, thio-LISICON, argyrodites, grenats, NASICON, perovskites, les oxydes, les sulfures, les oxysulfures, les phosphures, les fluorures, de forme cristalline et/ou amorphe, et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci. Selon un autre exemple, le matériau inorganique conducteur ionique est choisi parmi les composés inorganiques de formules MLZO (par exemple, M7La3Zr2012, a)l-a3Zr2A1b012, M(7_a)La3Zr2Gab012, M(7_a)La3Zr(z_b)Tab012, et M
(7_a)La3Zr(2_b)N bb012); M LTa0 (par exemple, M7La3Ta2012, M5La3Ta2012, et M6La3Tai.5Y0.5012); MLSnO (par exemple, M7La3Sn2012); MAGP (par exemple, Mi,AlaGe2_a(PO4)3); MATP (par exemple, Mi+aAlaTi2_ a(PO4)3,); MLTiO (par exemple, M3aLa(2/3_a)TiO3); MZP (par exemple, MaZrb(PO4)c); MCZP
(par exemple, MaCabZrc(PO4)d); MGPS (par exemple, MaGebP,Sd tel que MioGeP2S12);
MGPSO (par exemple, MaGebP,Sd0.); MSiPS (par exemple, MaSibP,Sd tel que MioSiP2Si2); MSiPSO (par exemple, MaSibP,Sd0.); MSnPS (par exemple, MaSnbPcSd tel que MioSnP2S12); MSnPSO (par exemple, MaSnbP,Sd0.); MPS (par exemple, MaPbS, tel que M7P3511); MPSO (par exemple, MaPbScOd); MZPS (par exemple, MaZnbP,Sd);
MZPSO
(par exemple, MaZnbP,Sd0e); xM2S-yP2S5; xM2S-yP2S5-zMX; xM2S-yP2S5-zP205; xM2S-yP2S5-zP205-wMX; xM2S-yM20-zP2S5; xM2S-yM20-zP2S5-wMX; xM2S-yM20-zP2S5-wP205; xM2S-yM20-zP2S5-wP205-vMX; xM2S-y5i52; MPSX (par exemple, MaPbScXd tel
6 Date Reçue/Date Received 2021-06-03 que M7P3S11X, M7P2S8X, et M6PS5X); MPSOX (par exemple, MaPbScOdX.); MGPSX
(MaGebPcSdXe); MGPSOX (MaGebPcSdOeXf); MSiPSX (MaSibPcSdX.); MSiPSOX
(MaSibPcSdOeXf); MSnPSX (MaSnbPcSdXe); MSnPSOX (MaSnbPcSdOeXf); MZPSX
(MaZnbPcSdX.); MZPSOX (MaZnbPcSdOeXf); M30X; M2HOX; M3PO4; M3P54; et MaP0bNc (où a = 2b + 3c - 5);
dans lesquelles :
M est un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, ou une de leurs combinaisons, et dans lesquelles lorsque M comprend un ion de métal alcalino-terreux, alors le nombre de M est ajusté pour atteindre l'électroneutralité;
X est choisi parmi F, Cl, Br, I ou une combinaison de ceux-ci;
a, b, c, d, e et f sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour atteindre l'électroneutralité; et v, w, x, y et z sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour obtenir un composé stable.
Selon une variante d'intérêt, le matériau inorganique conducteur ionique est choisi parmi les composés inorganiques de type argyrodites de formule Li6PS5X dans laquelle X est Cl, Br ou I. Par exemple, le matériau inorganique conducteur ionique est Li6PS5CI.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un matériau de revêtement pour un collecteur de courant comprenant des particules enrobées telles qu'ici définies, le noyau de la particule enrobée comprenant un matériau conducteur électronique.
Par exemple, le matériau conducteur électronique est du carbone.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un collecteur de courant comprenant un matériau de revêtement tel qu'ici défini, disposé sur une feuille métallique.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins l'une de l'électrode positive ou de l'électrode négative est telle qu'ici définie à ou comprend un matériau d'électrode tel qu'ici défini.
7 Date Reçue/Date Received 2021-06-03 Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle l'électrolyte est tel qu'ici défini.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une cellule électrochimique .. comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins l'une de l'électrode positive et de l'électrode négative est sur un collecteur de courant tel qu'ici défini ou comprenant un matériau de revêtement tel qu'ici défini.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un accumulateur électrochimique comprenant au moins une cellule électrochimique telle qu'ici définie.
Dans un mode de réalisation, l'accumulateur électrochimique est une batterie est choisie parmi une batterie au lithium, une batterie lithium-ion, une batterie au sodium, une batterie sodium-ion, une batterie au magnésium, une batterie magnésium-ion.
Dans un autre mode de réalisation, l'accumulateur électrochimique est une batterie dite tout solide.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
La Figure 1 montre des images obtenues par microscopie électronique à balayage (MEB) en (A) de particules de Li6PS5CI avant l'étape de broyage et d'enrobage, et en (B) de particules de Li6PS5CI enrobées d'un mélange de décane et de squalène, tel que décrit à
l'Exemple 3(a).
La Figure 2 présente des résultats d'analyses thermogravimétriques pour du squalène (+;
courbe 1) et pour des particules de Li6PS5CI enrobées d'un mélange de décane et de squalène (o; courbe 2), tel que décrit à l'Exemple 3(b).
La Figure 3 présente respectivement en (C) et (D) des spectres de résonance magnétique nucléaire du proton (1H RMN) et du carbone (13C RMN) obtenus pour des particules de Li6PS5CI enrobées du mélange de décane et de squalène, tel que décrit à
l'Exemple 3(c).
La Figure 4 montre en (A) et en (B) des images obtenues par MEB et des images de cartographie des éléments Ni et S par spectroscopie rayon X à dispersion d'énergie (EDS) obtenues respectivement pour les Films 1 et 2, tels que décrits à l'Exemple 4(b).
8 Date Reçue/Date Received 2021-06-03 La Figure 5 montre en (A) et (B) des images obtenues par MEB en électrons rétrodiffusés et des agrandissements de ces images respectivement pour les Films 3 et 4, tels que décrits à l'Exemple 4(b).
La Figure 6 montre en (A) un graphique de la capacité de décharge (mAh/g) et de l'efficacité coulombique (%) en fonction du nombre de cycles, et en (B) un graphique du potentiel moyen en charge et en décharge (V) en fonction du nombre de cycles pour la Cellule 1 (A) et pour la Cellule 2 (3) telle que décrite à l'Exemple 5(b).
La Figure 7 montre en (A) un graphique de la capacité de décharge et de l'efficacité
coulombique en fonction du nombre de cycles, et en (B) un graphique du potentiel moyen en charge et en décharge (V) en fonction du nombre de cycles pour la Cellule 2 (3), la Cellule 3 (A), la Cellule 4 (Y) et la Cellule 5 (.), telle que décrite à
l'Exemple 5(b).
La Figure 8 présente des spectres de résonance magnétique nucléaire du proton (1H
RMN) pour les échantillons en solution du Film 4 avant cyclage (bleu) et après cyclage (rouge), tel que décrit à l'Exemple 6(a).
Figure 9 montre un graphique de la quantité de sulfure d'hydrogène (H2S) gazeux générée (mL/g) en fonction du temps (heures) pour une poudre de Li6PS5CI enrobée de décane (ligne discontinue), enrobé du mélange décane: squalène (85:15 en volume) (ligne tiret cadrantin-point-point) et enrobé du mélange décane : squalène (75:25 en volume) (ligne pleine), tel que décrit à l'Exemple 6(b).
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Tous les termes et toutes les expressions techniques et scientifiques utilisés ici ont les mêmes définitions que celles généralement comprises de la personne versée dans l'art de la présente technologie. La définition de certains termes et expressions utilisés est néanmoins fournie ci-dessous.
Lorsque le terme environ est utilisé ici, il signifie approximativement, dans la région de, ou autour de. Par exemple, lorsque le terme environ est utilisé en lien avec une valeur numérique, il la modifient au-dessus et au-dessous par une variation de 10% par rapport à la valeur nominale. Ce terme peut également tenir compte, par exemple, de l'erreur expérimentale d'un appareil de mesure ou de l'arrondissement.
9 Date Reçue/Date Received 2021-06-03 Lorsqu'un intervalle de valeurs est mentionné dans la présente demande, les bornes inférieures et supérieures de l'intervalle sont, à moins d'indications contraires, toujours incluses dans la définition. Lorsqu'un intervalle de valeurs est mentionné
dans la présente demande, alors tous les intervalles et sous-intervalles intermédiaires, ainsi que les valeurs individuelles incluses dans les intervalles de valeurs, sont inclus dans la définition.
Lorsque l'article un est utilisé pour introduire un élément dans la présente demande, il n'a pas le sens de un seul , mais plutôt de un ou plusieurs . Bien entendu, lorsque la description stipule qu'une étape, un composant, un élément ou une caractéristique particulière peut ou pourrait être inclus, cette étape, ce composant, cet élément ou cette caractéristique particulière n'est pas tenu d'être inclus dans chaque mode de réalisation.
Les structures chimiques décrites ici sont dessinées suivant les conventions du domaine.
Aussi, lorsqu'un atome, comme un atome de carbone, tel que dessiné semble inclure une valence incomplète, alors on assume que la valence est satisfaite par un ou plusieurs atomes d'hydrogène même s'ils ne sont pas explicitement dessinés.
La présente technologie concerne un matériau d'enrobage comprenant au moins un hydrocarbure aliphatique insaturé ramifié ou linéaire ayant de 10 à 50 atomes de carbone et ayant au moins une double ou une triple liaison carbone-carbone pour utilisation dans une cellule électrochimique.
Selon un exemple, l'hydrocarbure aliphatique insaturé tel qu'ici défini est caractérisé par une température d'ébullition supérieure à environ 150 C. Par exemple, l'hydrocarbure aliphatique insaturé est caractérisé par une température d'ébullition comprise dans l'intervalle allant d'environ 150 C à environ 675 C, ou allant d'environ 155 C à environ 670 C, ou allant d'environ 160 C à environ 665 C, ou allant d'environ 165 C à environ 660 C, ou allant d'environ 170 C à environ 655 C, bornes supérieures et inférieures incluses.
Selon un autre exemple, l'hydrocarbure aliphatique insaturé tel qu'ici défini inclut une seule double ou triple liaison carbone-carbone, par exemple, un alcène, un alcyne, ou une oléfine acyclique. Alternativement, l'hydrocarbure aliphatique insaturé inclut au moins deux doubles liaisons carbone-carbone conjuguées ou non-conjuguées, par exemple, un alcadiène, un alcatriène, et ainsi de suite, ou un polyène. Alternativement, l'hydrocarbure Date Reçue/Date Received 2021-06-03 aliphatique insaturé inclut au moins deux triples liaisons carbone-carbone, par exemple, ou un alcadiyne, un alcatriyne, et ainsi de suite, ou un polyyne.
Alternativement, l'hydrocarbure aliphatique insaturé inclut au moins une double liaison carbone-carbone et au moins une triple liaison carbone-carbone.
Des exemples non limitatifs d'hydrocarbures aliphatiques insaturés ayant au moins une double liaison carbone-carbone tels qu'ici définis incluent le décène, le dodécène, l'undécène, le tridécène, le tétradécène, le pentadécène l'hexadécène, l'heptadécène, l'octadécène, le 1,9-décadiène, le docosène, l'hexacosène, l'eicosène, le tétracosène, le squalène, le [3-carotène, les pinènes, le dicyclopentadiène, le camphène, l'a-phellandrène, le [3-phellandrène, les terpinènes, le [3-myrcène, le limonène, le 2-carène, la sabinène, l'a-cédrène, le copaène, [3-cédrène, et leurs combinaisons. Selon un exemple, l'hydrocarbure aliphatique insaturé est choisi parmi le décène, le dodécène, l'undécène, le tridécène, le tétradécène, le pentadécène l'hexadécène, l'heptadécène, l'octadécène, le 1,9-décadiène, le docosène, l'hexacosène, l'eicosène, le tétracosène, le squalène, le [3-carotène, et leurs combinaisons. Selon un autre exemple, l'hydrocarbure aliphatique insaturé est choisi parmi le décène, l'undécène, le squalène, l'octadécène, le [3-carotène et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci. Selon une variante d'intérêt, l'hydrocarbure aliphatique insaturé comprend le squalène.
Des exemples non limitatifs d'hydrocarbures aliphatiques insaturés ayant au moins une triple liaison carbone-carbone tels qu'ici définis incluent le décyne, le dodécyne, l'octadécyne, l'hexadécyne, le tridécyne, le tétradécyne, le docosyne, et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.Selon un autre exemple, le matériau d'enrobage tel qu'ici défini est un mélange comprenant l'hydrocarbure aliphatique insaturé tel qu'ici défini et au moins une composante additionnelle. Selon un exemple, la composante additionnelle peut être un alcane, par exemple, un alcane ayant de 10 à 50 atomes de carbone. Selon un autre exemple, la composante additionnelle peut être un mélange comprenant un alcane tel qu'ici défini et un solvant polaire. Des exemples non limitatifs de solvants polaires incluent le tétrahydrofurane, l'acétonitrile, le N,N-diméthylformam ide et une combinaison miscible d'au moins deux de ceux-ci. Selon une variante d'intérêt, la composante additionnelle est le décane.

Date Reçue/Date Received 2021-06-03 La présente technologie concerne également des particules enrobées pour utilisation dans une cellule électrochimique. Plus particulièrement, les particules enrobées comprennent :
- un noyau comprenant un matériau électrochimiquement actif, un matériau conducteur électronique ou un matériau inorganique conducteur ionique; et - un matériau d'enrobage tel qu'ici défini disposé sur la surface dudit noyau.
Selon un exemple, le matériau d'enrobage peut former une couche d'enrobage homogène sur la surface du noyau. C'est-à-dire que celui-ci peut former une couche d'enrobage substantiellement uniforme sur la surface du noyau.
Selon un autre exemple, le matériau d'enrobage peut former une couche d'enrobage sur au moins une partie de la surface du noyau. En d'autres termes, celui-ci peut être dispersé
de manière hétérogène sur la surface du noyau.
Il doit être compris que le volume ou le rapport massique du matériau d'enrobage et du matériau dudit noyau ainsi que les conditions du procédé d'enrobage influencent le degré
de couverture du noyau par le matériau d'enrobage et/ou l'homogénéité des échantillons de particules enrobées.
L'utilisation de particules enrobées telles qu'ici définies dans des applications électrochimiques est aussi envisagée. Selon un exemple, les particules enrobées peuvent être utilisées dans des cellules électrochimiques, des accumulateurs électrochimiques, notamment dans des batteries dites tout solide. Par exemple, les particules enrobées peuvent être utilisées dans un matériau d'électrode ou dans un électrolyte, ou à l'interface entre les deux en tant que couche additionnelle.
La présente technologie concerne également un procédé de fabrication de particules enrobées telles qu'ici définies, le procédé comprenant au moins une étape d'enrobage d'au moins une partie de la surface du noyau avec le matériau d'enrobage.
L'étape d'enrobage peut être effectuée par toute méthode d'enrobage compatible. Par exemple, l'étape d'enrobage peut être effectuée par un procédé d'enrobage en voie sèche ou humide. Selon une variante d'intérêt, l'étape d'enrobage peut être effectuée par un procédé d'enrobage en voie humide, par exemple, par un procédé d'enrobage mécanique, tel qu'un procédé de mélange, de broyage, ou de mécanosynthèse.

Date Reçue/Date Received 2021-06-03 Selon un exemple, le procédé comprend en outre une étape de broyage (ou de pulvérisation) du matériau électrochimiquement actif, du matériau conducteur électronique ou du matériau inorganique conducteur ionique dudit noyau de la particule enrobée. Par exemple, les étapes d'enrobage et de broyage peuvent être effectuées simultanément, séquentiellement, ou peuvent se chevaucher partiellement dans le temps.
Lorsque les étapes d'enrobage et de broyage sont effectuées séquentiellement, l'étape de broyage est effectuée avant l'étape d'enrobage. Selon une variante d'intérêt, les étapes d'enrobage et de broyage sont effectuées simultanément, par exemple, en utilisant un microbroyeur planétaire.
Selon un autre exemple, les étapes d'enrobage et de broyage peuvent être effectuées à
une vitesse de rotation et pour une durée déterminée permettant d'obtenir une granulométrie ou un diamètre optimal, un degré de couverture de la surface du noyau de la particule par le matériau d'enrobage désiré, et/ou une homogénéité
souhaitée des échantillons de particules enrobées. Selon certains exemples, les particules sont des particules de céramique à base de sulfure (par exemple, argyrodite Li6PS5CI).
Les étapes d'enrobage et de broyage sont effectuées à une vitesse de rotation d'environ 300 rpm pendant environ 7,5 heures afin d'obtenir des particules de Li6PS5CI enrobée ayant une granulométrie finale jusqu'à environ 1 pm.
Selon un autre exemple, le procédé comprend en outre une étape de séchage des particules enrobées. Selon un exemple, l'étape de séchage peut être effectuée afin de retirer l'humidité et/ou un solvant résiduel. Selon un autre exemple, le procédé de séchage peut être effectué à basse température et pour une durée déterminée afin de sécher les particules enrobées, et ce, sans évaporer le matériau d'enrobage. L'étape de séchage peut être effectuée à une température inférieure à la température d'ébullition de l'hydrocarbure aliphatique insaturé du matériau d'enrobage, et ce, pour une durée déterminée afin de ne pas évaporer celui-ci. Il est compris que, lorsque le matériau d'enrobage comprend un mélange, au moins un hydrocarbure aliphatique insaturé
ne s'évapore pas entièrement lors de l'étape de séchage, et donc, celui-ci reste présent dans la couche d'enrobage disposée sur la surface du noyau de la particule. Par exemple, lorsque le mélange comprend une composante additionnelle (par exemple, un alcane ou un mélange comprenant un alcane et un solvant polaire tels que définis précédemment), celle-ci peut être partiellement ou complètement évaporée lors de l'étape de séchage.

Date Reçue/Date Received 2021-06-03 Selon un exemple, l'étape de séchage peut être effectuée à une température d'environ 80 C pour une durée d'environ 5 heures.
Selon un autre exemple, lorsque le matériau d'enrobage comprend un mélange, la composition dudit mélange comprend au moins environ 2% en volume de l'hydrocarbure aliphatique insaturé tel qu'ici défini, et ce, lors de l'étape d'enrobage. Par exemple, la composition dudit mélange comprend au moins environ 3%, ou au moins environ 4%, ou au moins environ 5% en volume de l'hydrocarbure aliphatique insaturé tel qu'ici défini, et ce, lors de l'étape d'enrobage.
Selon un autre exemple, le procédé comprend en outre une étape d'enduction (aussi appelée épandage) d'une suspension comprenant lesdites particules enrobées, ladite étape d'enduction s'effectuant, par exemple, par au moins une méthode d'enduction à la racle ( doctor-blade coating en anglais), une méthode d'enduction à
intervalle de transfert ( comma coating en anglais), une méthode d'enduction à intervalle de transfert inversé ( reverse-comma coating en anglais), une méthode d'impression telle que la gravure ( gravure coating en anglais), ou une méthode d'enduction fente ( slot-die coating en anglais). Selon une variante d'intérêt, ladite étape d'enduction est effectuée par une méthode d'enduction à la racle. Selon un exemple, la suspension comprenant lesdites particules enrobées peut être enduite sur un substrat ou film de support, ledit substrat ou film de support étant retiré subséquemment. Selon un autre exemple, la suspension comprenant lesdites particules peut être enduite directement sur un collecteur de courant.
La présente technologie concerne également un matériau d'électrode comprenant :
-des particules enrobées telles qu'ici définies, dans lesquelles le noyau comprend un matériau électrochimiquement actif; et/ou - un matériau électrochimiquement actif et des particules enrobées telles qu'ici définies.
Selon un autre exemple, ledit matériau d'électrode est un matériau d'électrode positive et le matériau électrochimiquement actif est choisi parmi un oxyde de métal, un sulfure de métal, un oxysulfure de métal, un phosphate de métal, un fluorophosphate de métal, un oxyfluorophosphate de métal, un sulfate de métal, un halogénure de métal (par exemple, un fluorure de métal), du soufre, du sélénium, et une combinaison d'au moins deux de Date Reçue/Date Received 2021-06-03 ceux-ci. Selon un autre exemple, le métal du matériau électrochimiquement actif est choisi parmi le titane (Ti), le fer (Fe), le manganèse (Mn), le vanadium (V), le nickel (Ni), le cobalt (Co), l'aluminium (AI), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le zirconium (Zr), le niobium (Nb) et leurs combinaisons, lorsque compatibles. Le matériau électrochimiquement actif peut éventuellement comprendre en outre un métal alcalin ou alcalino-terreux, par exemple, du lithium (Li), du sodium (Na), du potassium (K) ou du magnésium (Mg).
Des exemples non limitatifs de matériaux électrochimiquement actifs incluent des phosphates de lithium et de métal, des oxydes complexes, tels que LiM'PO4 (où
M' est Fe, Ni, Mn, Co, ou une combinaison de ceux-ci), LiV308, V205, LiMn204, LiM"02 (où M"
est Mn, Co, Ni, ou une combinaison de ceux-ci), Li(NiM¨)02 (où M" est Mn, Co, Al, Fe, Cr, Ti, ou Zr, ou une combinaison de ceux-ci) et leurs combinaisons, lorsque compatibles.
Selon une variante d'intérêt, le matériau électrochimiquement actif est un oxyde ou un phosphate tels que ceux décrits ci-dessus.
Par exemple, le matériau électrochimiquement actif est un oxyde de lithium et de manganèse, dans lequel le manganèse peut être partiellement substitué par un second métal de transition, tel qu'un un oxyde de lithium, de nickel, de manganèse et de cobalt (NMC). Selon une alternative, le matériau électrochimiquement actif est le phosphate de fer lithié. Selon une autre alternative, le matériau électrochimiquement actif est un phosphate de métal lithié contenant du manganèse tel que ceux décrits ci-dessus, par exemple, le phosphate de métal lithié contenant du manganèse est un phosphate de fer et de manganèse lithié (LiMn1_xFexPO4, où x est entre 0,2 et 0,5).
Selon un autre exemple, ledit matériau d'électrode est un matériau d'électrode négative et le matériau électrochimiquement actif est choisi parmi un métal non-alcalin et non-alcalino-terreux (par exemple, l'indium (In), le germanium (Ge) et le bismuth (Bi)), un composé intermétallique (par exemple, SnSb, TiSnSb, Cu2Sb, AlSb, FeSb2, FeSn2 et CoSn2), un oxyde de métal, un nitrure de métal, un phosphure de métal, un phosphate de métal (par exemple, LiTi2(PO4)3), un halogénure de métal (par exemple, un fluorure de métal), un sulfure de métal, un oxysulfure de métal, un carbone (par exemple, le graphite, le graphène, l'oxyde de graphène réduit, un carbone dur, un carbone mou, le graphite exfolié et le carbone amorphe), du silicium (Si), un composite silicium-carbone (Si-C), un oxyde de silicium (Si0x), un composite oxyde de silicium-carbone (SiOx-C), de l'étain (Sn), un composite étain-carbone (Sn-C), un oxyde d'étain (SnOx), un composite oxyde d'étain-carbone (SnOx-C), et leurs combinaisons, lorsque compatibles. Par exemple, l'oxyde de Date Reçue/Date Received 2021-06-03 métal peut être choisi parmi les composés de formules M¨b0, (où M" est Ti, Mo, Mn, Ni, Co, Cu, V, Fe, Zn, Nb, ou une combinaison de ceux-ci; et b et c sont des nombres tels que le ratio c:b se situe dans l'intervalle allant de 2 à 3) (par exemple, Mo03, Mo02, MoS2, V205, et TiNb207), les oxydes spinelles (par exemple, NiCo204, ZnCo204, MnCo204, CuCo204, et CoFe204) et LiM-0 (où M"¨ est Ti, Mo, Mn, Ni, Co, Cu, V, Fe, Zn, Nb, ou une combinaison de ceux-ci) (par exemple, un titanate de lithium (tel que Li4Ti5012) ou un oxide de lithium et de molybdène (tel que Li2Mo4013)).
Selon un autre exemple, le matériau électrochimiquement actif peut éventuellement être dopé avec d'autres éléments inclus en plus petites quantités, par exemple pour moduler ou optimiser ses propriétés électrochimiques. Le matériau électrochimiquement actif peut être dopé par la substitution partielle du métal par d'autres ions. Par exemple, le matériau électrochimiquement actif peut être dopé avec un métal de transition (par exemple Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn ou Y) et/ou un métal autre qu'un métal de transition (par exemple, Mg, Al ou Sb).
Selon un autre exemple, le matériau électrochimiquement actif peut être sous forme de particules (par exemple, de microparticules et/ou de nanoparticules) qui peuvent être fraîchement formées ou de source commerciale. Par exemple, le matériau de revêtement forme une couche de revêtement sur la surface du matériau électrochimiquement actif et le matériau d'enrobage est disposé sur la surface de la couche de revêtement.
Par exemple, le matériau électrochimiquement actif peut être sous forme de particules revêtues d'une couche de matériau de revêtement. Le matériau de revêtement peut être un matériau conducteur électronique, par exemple un revêtement de carbone conducteur.
Alternativement, le matériau de revêtement peut permettre de substantiellement réduire les réactions interfaciales à l'interface entre le matériau électrochimiquement actif et un électrolyte, par exemple, un électrolyte solide, et en particulier, un électrolyte solide de type céramique à base de sulfure (par exemple, à base de Li6PS5CI). Par exemple, le matériau de revêtement peut être choisi parmi Li2SiO3, LiTa03, LiA102, Li2O-ZrO2, LiNb03 leurs combinaisons, lorsque compatibles, et d'autres matériaux similaires.
Selon une variante d'intérêt, le matériau de revêtement comprend du LiNb03.
Selon un autre exemple, le matériau d'électrode tel qu'ici défini inclut en outre un matériau conducteur. Selon une variante d'intérêt, le noyau de la particule enrobée comprend le matériau conducteur électronique.

Date Reçue/Date Received 2021-06-03 Des exemples non limitatifs de matériau conducteur électronique comprennent une source de carbone telle que le noir de carbone (par exemple, le carbone Ketjenmc et le carbone Super Pmc), le noir d'acétylène (par exemple, le carbone Shawinigan et le noir de carbone Denkamc), le graphite, le graphène, les fibres de carbone (par exemple, les fibres de carbone formées en phase gazeuse (VGCFs)), les nanofibres de carbone, les nanotubes de carbone (NTCs) et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
Selon un autre exemple, le matériau conducteur électronique, s'il est présent dans le matériau d'électrode, peut être un matériau conducteur électronique modifié
tels que ceux décrits dans la demande de brevet PCT publiée sous le numéro W02019/218067 (Delaporte et al.). Par exemple, matériau conducteur électronique modifié peut être greffé
avec au moins un groupement aryle de Formule I :
FGn+
Formule I
dans laquelle :
FG est un groupement fonctionnel hydrophile; et n est un nombre entier naturel compris dans l'intervalle de 1 à 5, de préférence n est compris dans l'intervalle de 1 à 3, de préférence n est 1 ou 2, ou plus préférentiellement n est 1.
Des exemples de groupements fonctionnels hydrophiles incluent les groupements hydroxyle, carboxyle, acide sulfonique, acide phosphonique, amine, amide et autres groupes similaires. Par exemple, le groupement fonctionnel hydrophile est un groupement fonctionnel carboxyle ou acide sulfonique. Le groupement fonctionnel peut éventuellement être lithié par l'échange d'un hydrogène par un lithium. Des exemples préférentiels de groupement aryle de Formule I sont l'acide p-benzoïque ou l'acide p-benzènesulfonique.
Selon une variante d'intérêt, le matériau conducteur électronique est du noir de carbone éventuellement greffé avec au moins un groupement aryle de Formule I. Selon une autre variante d'intérêt, le matériau conducteur électronique peut être un mélange comprenant au moins un matériau conducteur électronique modifié. Par exemple, un mélange de noir de carbone greffé avec au moins un groupement aryle de Formule I et des fibres de Date Reçue/Date Received 2021-06-03 carbone (par exemple, les fibres de carbone formées en phase gazeuse (VGCFs)), des nanofibres de carbone, des nanotubes de carbone (NTCs) ou une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
Selon un autre exemple, le matériau d'électrode tel qu'ici défini inclut en outre un additif.
Par exemple, le noyau de la particule enrobée comprend l'additif. Par exemple, l'additif est choisi parmi les matériaux conducteurs ioniques inorganiques, les matériaux inorganiques, les verres, les vitrocéramiques, les céramiques, incluant les nano céramiques (telles que A1203, TiO2, SiO2 et d'autres composés similaires), des sels (par exemple, des sels de lithium) et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
Par exemple, l'additif peut être un conducteur ionique inorganique choisi parmi les composés de type LISICON, thio-LISICON, argyrodites, grenats ( garnet en anglais), NASICON, perovskites, les oxydes, les sulfures, les phosphures, les fluorures, les halogénures de soufre, les phosphates, les thio-phosphates, de forme cristalline et/ou amorphe, et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
Selon une variante d'intérêt, l'additif, s'il est présent dans le matériau d'électrode, peut être des particules de céramique, de verre ou de vitrocéramique à base de fluorure, de phosphure, de sulfure, d'oxysulfure, d'oxyde, ou d'une combinaison de ceux-ci.
Des exemples non limitatifs de particules de céramique, de verre ou de vitrocéramique incluent des composés inorganiques de formules MLZO (par exemple, M7La3Zr2012, M(7_ a)La3Zr2AI
b-12, .. m .(7_4a3Zr2Gab012, M(7_a)La3Zr(z_b)Tab012, et M(7_a)La3Zr(2_b)Nbb012); MLTa0 (par exemple, M7La3Ta2012, M5La3Ta2012, et M6La3Ta1.5Y0.5012); MLSnO (par exemple, M7La3Sn2012); MAGP (par exemple, Mi,AlaGe2_a(PO4)3); MATP (par exemple, Mi+aAlaTi2_ a(PO4)3,); MLTiO (par exemple, M3aLa(2/3_a)TiO3); MZP (par exemple, MaZrb(PO4)c); MCZP
(par exemple, MaCabZrc(PO4)d); MGPS (par exemple, MaGebP,Sd tel que MioGeP2S12);
MGPSO (par exemple, MaGebP,Sd0.); MSiPS (par exemple, MaSibP,Sd tel que MioSiP2Si2); MSiPSO (par exemple, MaSibP,Sd0.); MSnPS (par exemple, MaSnbPcSd tel que MioSnP2S12); MSnPSO (par exemple, MaSnbP,Sd0.); MPS (par exemple, MaPbS, tel que M7P3511); MPSO (par exemple, MaPbScOd); MZPS (par exemple, MaZnbP,Sd);
MZPSO
(par exemple, MaZnbP,Sd0e); xM2S-yP2S5; xM2S-yP2S5-zMX; xM2S-yP2S5-zP205; xM2S-yP2S5-zP205-wMX; xM2S-yM20-zP2S5; xM2S-yM20-zP2S5-wMX; xM2S-yM20-zP2S5-wP205; xM2S-yM20-zP2S5-wP205-vMX; xM2S-y5i52; MPSX (par exemple, MaPbScXd tel que M7P3511X, M7P258X, et M6PS5X (tel que Li6PS5C1)); MPSOX (par exemple, MaPbScOdXe); MGPSX (MaGebPcSdX.); MGPSOX (MaGebPcSdOeXf); MSiPSX

Date Reçue/Date Received 2021-06-03 (MaSibPcSdXe); MSiPSOX (MaSibPcSdOeXf); MSnPSX (MaSnblpcSdX.); MSnPSOX
(MaSnbPcSdOeXf); MZPSX (MaZnblpcSdXe); MZPSOX (MaZnbPcSdOeXf); M30X; M2HOX;
M3PO4; M3P54; et MaP0bNc (où a = 2b + 3c - 5);
dans lesquelles :
M est un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, ou une de leurs combinaisons, et dans lesquelles lorsque M comprend un ion de métal alcalino-terreux, alors le nombre de M est ajusté pour atteindre l'électroneutralité;
X est choisi parmi F, Cl, Br, I ou une combinaison de ceux-ci;
a, b, c, d, e et f sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour atteindre l'électroneutralité; et v, w, x, y et z sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour obtenir un composé stable.
Par exemple, M est choisi parmi Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba ou une combinaison de ceux-ci. Selon une variante d'intérêt, M comprend Li et peut comprendre en outre au .. moins un parmi Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba ou une combinaison de ceux-ci. Selon une variante d'intérêt, M comprend Na, K, Mg ou une combinaison de ceux-ci.
Par exemple, l'additif, s'il est présent dans le matériau d'électrode, peut être des particules de céramique à base de sulfure, par exemple, des particules de céramique de type argyrodites de formule Li6PS5X (où X est Cl, Br ou I). Selon une variante d'intérêt, l'additif est l'argyrodite Li6PS5CI.
Selon un autre exemple, le matériau d'électrode tel qu'ici défini inclut en outre un liant.
Par exemple, le liant est choisi pour sa compatibilité avec les différents éléments d'une cellule électrochimique. Tout liant compatible connu est envisagé. Par exemple, le liant peut être choisi parmi un liant polymère de type polyether, polyester, polycarbonate, polymère fluoré et liant soluble dans l'eau (hydrosoluble). Selon un exemple, le liant est un polymère fluoré tel que le fluorure de polyvinylidène (PVdF) ou le polytétrafluoroéthylène (PTFE). Selon un autre exemple, le liant est un liant soluble dans l'eau tel que le caoutchouc styrène-butadiène (SBR), le caoutchouc acrylonitrile-butadiène (NBR), le NBR hydrogéné (HNBR), le caoutchouc d'épichlorohydrine (CHR), ou le caoutchouc d'acrylate (ACM), et comprenant éventuellement un agent épaississant tel que le carboxyméthylcellulose (CMC), ou un polymère tel que le poly(acide acrylique) Date Reçue/Date Received 2021-06-03

Claims (113)

REVENDICATIONS
1. Matériau d'enrobage comprenant au moins un hydrocarbure aliphatique insaturé
ramifié ou linéaire ayant de 10 à 50 atomes de carbone et ayant au moins une double ou une triple liaison carbone-carbone pour utilisation dans une cellule électrochimique.
2. Matériau d'enrobage selon la revendication 1, dans lequel la température d'ébullition de l'hydrocarbure aliphatique insaturé est supérieure à 150°C.
3. Matériau d'enrobage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la température d'ébullition de l'hydrocarbure aliphatique insaturé est comprise dans l'intervalle allant d'environ 150°C à environ 675 °C, ou allant d'environ 155 °C à environ 670 °C, ou allant d'environ 160 °C à environ 665 °C, ou allant d'environ 165 °C à environ 660 °C, ou allant d'environ 170 °C à environ 655 °C, bornes supérieures et inférieures incluses.
4. Matériau d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'hydrocarbure aliphatique insaturé est choisi parmi le groupe constitué du décène, du dodécène, de l'undécène, du tridécène, du tétradécène, du pentadécène, de l'hexadécène, de l'heptadécène, de l'octadécène, du 1,9-décadiène, du docosène, de l'hexacosène, de l'eicosène, du tétracosène, du squalène, du .beta.-carotène, des pinènes, du dicyclopentadiène, du camphène, de l'a-phellandrène, du .beta.-phellandrène, des terpinènes, du .beta.-myrcène, du limonène, du 2-carène, de la sabinène, de l'a-cédrène, du copaène, du .beta.-cédrène, du décyne, du dodécyne, de l'octadécyne, de l'hexadécyne, du tridécyne, du tétradécyne, du docosyne, et d'une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
5. Matériau d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'hydrocarbure aliphatique insaturé est choisi parmi le groupe constitué du décène, du dodécène, de l'undécène, du tridécène, du tétradécène, du pentadécène de l'hexadécène, de l'heptadécène, de l'octadécène, du 1,9-décadiène, du docosène, de l'hexacosène, de l'eicosène, du tétracosène, du squalène, du .beta.-carotène, et d'une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
6. Matériau d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'hydrocarbure aliphatique insaturé est choisi parmi le groupe constitué du décène, de l'undécène, de l'octadécène, du [3-carotène, et d'une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
7. Matériau d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'hydrocarbure aliphatique insaturé est le squalène.
8. Matériau d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, lequel est un mélange comprenant l'hydrocarbure aliphatique insaturé et une composante additionnelle.
9. Matériau d'enrobage selon la revendication 8, dans lequel la composante additionnelle est un alcane ou un mélange comprenant un alcane et un solvant polaire.
10. Matériau d'enrobage selon la revendication 9, dans lequel l'alcane comprend de 10 à 50 atomes de carbone.
11. Matériau d'enrobage selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l'alcane est le décane.
12. Matériau d'enrobage selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel le solvant polaire est choisi parmi le tétrahydrofurane, l'acétonitrile, le N,N-diméthylformamide et une combinaison miscible d'au moins deux de ceux-ci.
13. Matériau d'enrobage selon la revendication 12, dans lequel le solvant polaire est le tétrahydrofurane.
14. Particules enrobées pour utilisation dans une cellule électrochimique, ladite particule enrobée comprenant :
- un noyau comprenant un matériau électrochimiquement actif, un matériau conducteur électronique ou un matériau inorganique conducteur ionique; et - un matériau d'enrobage tel que défini aux revendications 1 à 13, le matériau d'enrobage étant disposé sur la surface du noyau.
15. Particules enrobées selon la revendication 14, dans lesquelles le matériau d'enrobage forme une couche d'enrobage homogène sur la surface du noyau.
16. Particules enrobées selon la revendication 14, dans lesquelles le matériau d'enrobage forme une couche d'enrobage sur au moins une partie de la surface du noyau.
17. Particules enrobées selon la revendication 16, dans lesquelles le matériau d'enrobage est dispersé de manière hétérogène sur la surface du noyau.
18. Particules enrobées selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, lesquelles sont utilisées dans un matériau d'électrode.
19. Particules enrobées selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, lesquelles sont utilisées dans un électrolyte.
20. Particules enrobées selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, lesquelles sont utilisées dans un collecteur de courant.
21. Procédé de fabrication de particules enrobées telles que définies à
l'une quelconque des revendications 14 à 17, le procédé comprenant au moins une étape d'enrobage d'au moins une partie de la surface du noyau avec le matériau d'enrobage.
22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel l'étape d'enrobage est effectuée par un procédé d'enrobage en voie sèche.
23. Procédé selon la revendication 21, dans lequel l'étape d'enrobage est effectuée par un procédé d'enrobage en voie humide.
24. Procédé selon la revendication 23, dans lequel le procédé d'enrobage en voie humide est un procédé d'enrobage mécanique.
25. Procédé selon la revendication 24, dans lequel le procédé d'enrobage mécanique et un procédé de mécanosynthèse ou de mécanofusion.
26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 25, lequel comprend en outre une étape de broyage du matériau électrochimiquement actif, du matériau conducteur électronique ou du matériau inorganique conducteur ionique du noyau de la particule enrobée.
27. Procédé selon la revendication 26, dans lequel les étapes d'enrobage et de broyage sont effectuées simultanément, séquentiellement, ou se chevauchent partiellement dans le temps.
28. Procédé selon la revendication 27, dans lequel les étapes d'enrobage et de broyage sont effectuées simultanément.
29. Matériau d'électrode comprenant :
- des particules enrobées telles que définies à l'une quelconque des revendications 14 à 17, le noyau de la particule enrobée comprenant un matériau électrochimiquement actif; et/ou - un matériau électrochimiquement actif et des particules enrobées telles que définies à l'une quelconque des revendications 14 à 17.
30. Matériau d'électrode selon la revendication 29, dans lequel le noyau de la particule enrobée comprend le matériau électrochimiquement actif.
31. Matériau d'électrode selon la revendication 29 ou 30, dans lequel le matériau électrochimiquement actif est choisi parmi oxyde de métal, un sulfure de métal, un oxysulfure de métal, un phosphate de métal, un fluorophosphate de métal, un oxyfluorophosphate de métal, un sulfate de métal, un halogénure de métal, un fluorure de métal, du soufre, du sélénium et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
32. Matériau d'électrode selon la revendication 31, dans lequel le métal du matériau électrochimiquement actif est choisi parmi le titane (Ti), le fer (Fe), le manganèse (Mn), le vanadium (V), le nickel (Ni), le cobalt (Co), l'aluminium (Al), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le zirconium (Zr), le niobium (Nb) et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
33. Matériau d'électrode selon la revendication 31, dans lequel le métal du matériau électrochimiquement actif comprend en outre un métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le lithium (Li), le sodium (Na), le potassium (K) et le magnésium (Mg).
34. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 29 à 33, dans lequel le matériau électrochimiquement actif est un oxyde de métal et de lithium.
35. Matériau d'électrode selon la revendication 34, dans lequel l'oxyde de métal et de lithium est un oxyde mixte de lithium, de nickel, de manganèse et de cobalt (NCM).
36. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 29 à 33, dans lequel le matériau électrochimiquement actif est un phosphate de métal lithié.
37. Matériau d'électrode selon la revendication 36, dans lequel le phosphate de métal lithié est le phosphate de fer lithié.
38. Matériau d'électrode selon la revendication 29 ou 30, dans lequel le matériau électrochimiquement actif est choisi parmi un métal non-alcalin ou non-alcalino-terreux, un composé intermétallique, un oxyde de métal, un nitrure de métal, un phosphure de métal, un phosphate de métal, un halogénure de métal, un fluorure de métal, un sulfure de métal, un oxysulfure de métal, un carbone, du silicium (Si), un composite silicium-carbone (Si-C), un oxyde de silicium (SiO x), un composite oxyde de silicium-carbone (SiOx-C), de l'étain (Sn), un composite étain-carbone (Sn-C), un oxyde d'étain (SnO x), un composite oxyde d'étain-carbone (SnO x-C), et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
39. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 29 à 38, dans lequel le matériau électrochimiquement actif comprend en outre un élément dopant.
40. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 29 à 39, dans lequel le matériau électrochimiquement actif comprend en outre un matériau de revêtement.
41. Matériau d'électrode selon la revendication 40, dans lequel le matériau de revêtement forme une couche de revêtement sur la surface dudit matériau électrochimiquement actif et le matériau d'enrobage est disposé sur la surface de la couche de revêtement.
42. Matériau d'électrode selon la revendication 40 ou 41, dans lequel le matériau de revêtement est choisi parmi Li2SiO3, LiTaO3, LiAlO2, Li2O-ZrO2, LiNbO3, d'autres matériaux de revêtement similaires et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
43. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 40 à 42, dans lequel le matériau de revêtement est le LiNbO3.
44. Matériau d'électrode selon la revendication 40 ou 41, dans lequel le matériau de revêtement est un matériau conducteur électronique.
45. Matériau d'électrode selon la revendication 44, dans lequel le matériau conducteur électronique de l'enrobage est du carbone.
46. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 29 à 45, lequel comprend en outre au moins un matériau conducteur électronique.
47. Matériau d'électrode selon la revendication 46, dans lequel le noyau de la particule enrobée comprend le matériau conducteur électronique.
48. Matériau d'électrode selon la revendication 46 ou 47, dans lequel le matériau conducteur électronique est choisi parmi le groupe constitué du noir de carbone, du noir d'acétylène, du graphite, du graphène, des fibres de carbone, des nanofibres de carbone, des nanotubes de carbones, et d'une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
49. Matériau d'électrode selon la revendication 48, dans lequel le matériau conducteur électronique est du noir de carbone.
50. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 46 à 49, dans lequel la surface dudit matériau conducteur électronique est greffée avec au moins un groupement aryle de Formule l :
dans laquelle, FG est un groupement fonctionnel hydrophile; et n est un nombre entier naturel compris dans l'intervalle de 1 à 5, de préférence n est compris dans l'intervalle de 1 à 3, de préférence n est 1 ou 2, ou plus préférentiellement n est 1.
51. Matériau d'électrode selon la revendication 50, dans lequel le groupe fonctionnel hydrophile est un groupe fonctionnel acide carboxylique ou acide sulfonique.
52. Matériau d'électrode selon la revendication 50, dans lequel le groupement aryle de Formule I est l'acide p-benzoïque ou l'acide p-benzènesulfonique.
53. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 29 à 52, lequel comprend en outre au moins un additif.
54. Matériau d'électrode selon la revendication 53, dans lequel le noyau de la particule enrobée comprend l'additif.
55. Matériau d'électrode selon la revendication 53 ou 54, dans lequel l'additif est choisi parmi les matériaux conducteurs ioniques inorganiques, les matériaux inorganiques, les verres, les vitrocéramiques, les céramiques, les nano céramiques, les sels et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
56. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 53 à 55, dans lequel l'additif comprend des particules de céramique, de verre ou de vitrocéramique à
base de fluorure, de phosphure, de sulfure, d'oxysulfure ou d'oxyde.
57. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 53 à 56, dans lequel l'additif est choisi parmi les composés de type LISICON, thio-LISICON, argyrodites, grenats, NASICON, perovskites, les oxydes, les sulfures, les oxysulfures, les phosphures, les fluorures de forme cristalline et/ou amorphe, et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
58. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 53 à 57, dans lequel l'additif est choisi parmi les composés inorganiques de formules :
- MLZO (par exemple, M7La3Zr2Ol2, M(7-a)La3ZrzAlbO12, M(7-a)La3Zr2Ga b O12, M(7-a)La3Zr(2-b)Ta bO12, et M(7-a)La3Zr(2-b)Nb bO12);
- MLTaO (par exemple, M7La3Ta2O12, M5La3Ta2O12, et M6La3Tat5Y0.5O12);

- MLSnO (par exemple, M7L a3Sn2O12);
- MAGP (par exemple, M1+a Al aGe2-a(PO4)3);
- MATP (par exemple, M1+a Al aTi2-a(PO4)3,);
- MLTiO (par exemple, M3aLa(2/3-a)TiO3);
- MZP (par exemple, M a Zr b(PO4)c);
- MCZP (par exemple, M aCa bZr c(PO4)d);
- MGPS (par exemple, M a Ge b P c S d tel que M10GeP2S12);
- MGPSO (par exemple, M a Ge b P c S d O e);
- MSiPS (par exemple, M a Si b P cS d tel que M10SiP2S12);
- MSiPSO (par exemple, M a Si b P c S d O e);
- MSnPS (par exemple, M a Sn b P c S d tel que M10SnP2S12);
- MSnPSO (par exemple, M a Sn b P c S d O e);
- MPS (par exemple, M a P b S c tel que M7P3S11);
- MPSO (par exemple, M a P b S c O d);
- MZPS (par exemple, M a Zn b P c S d);
- MZPSO (par exemple, M a Zn b P c S d O e);
- xM2S-yP2S5;
- xM2S-yP2S5-zMX;
- xM2S-yP2S5-zP2O5;
- xM2S-yP2S5-zP2O5-wMX;
- xM2S-yM2O-zP2S5;
- xM2S-yM2O-zP2S5-wMX;
- xM2S-yM2O-zP2S5-wP2O5;
- xM2S-yM2O-zP2S5-wP2O5-vMX;
- xM2S-ySiS2;
- MPSX (par exemple, M a P b S c X d tel que M7P3S11X, M7P2S8X, et M6PS5X);
- MPSOX (par exemple, M a P b S c O d X e);
- MGPSX (M a G e b P c S d X e);
- MGPSOX (M a Ge b P c S d O e X f);
- MSiPSX (M a Si b P c S d X e);
- MSiPSOX (M a Si b P c S d O e X f);
- MSnPSX (M a Sn b P c S d X e);
- MSnPSOX (M a Sn b P c S d O e X f);
- MZPSX (M a Zn b P c S d X e);

- MZPSOX (MaZnbPcSdOeXf);
- M30X;
- M2HOX;
- M3PO4;
- M3P54; et - MaP0bN, (où a = 2b + 3c - 5);
dans lesquelles, M est un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, ou une de leurs combinaisons, et dans lesquelles lorsque M comprend un ion de métal alcalino-terreux, alors le nombre de M est ajusté pour atteindre l'électroneutralité;
X est choisi parmi F, Cl, Br, l ou une combinaison de ceux-ci;
a, b, c, d, e et f sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour atteindre l'électroneutralité; et v, w, x, y et z sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour obtenir un composé stable.
59. Matériau d'électrode selon la revendication 58, dans lequel M est choisi parmi Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba ou une combinaison de ceux-ci.
60. Matériau d'électrode selon la revendication 59, dans lequel M est Li.
61. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 53 à 60, dans lequel l'additif est choisi parmi les composés inorganiques de type argyrodites de formule Li6PS5X dans laquelle X est Cl, Br ou l.
62. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 53 à 61, dans lequel l'additif est Li6PS5Cl.
63. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 29 à 62, lequel comprend en outre un liant.
64. Matériau d'électrode selon la revendication 63, dans laquelle le liant est choisi parmi le groupe constitué d'un liant polymère de type polyether, polycarbonate ou polyester, d'un polymère fluoré et d'un liant soluble dans l'eau.
65. Matériau d'électrode selon la revendication 63, dans lequel le liant comprend un mélange d'un polymère basé sur le polybutadiène et d'un polymère comprenant des unités monomères à base de norbornène dérivées de la polymérisation d'un composé de Formule II :
dans laquelle, R1 et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupement carboxyle (-COOH), un groupement acide sulfonique (-SO3H), un groupement hydroxyle (-OH), un atome de fluor et un atome de chlore.
66. Matériau d'électrode selon la revendication 65, dans lequel le polymère est un polymère de Formule III :
dans laquelle, R1 et R2 sont tels que définis à la revendication 65, et n est un nombre entier naturel choisi de sorte que le poids moléculaire moyen du polymère de Formule II soit compris entre environ 10 000 g/mol et environ 100 g/mol, bornes supérieures et inférieures incluses.
67. Matériau d'électrode selon la revendication 65 et 66, dans lequel R1 et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d'hydrogène et un groupement -COOH.
68. Matériau d'électrode selon la revendication 67, dans lequel R1 est un groupement -COOH et R2 est un atome d'hydrogène.
69. Matériau d'électrode selon la revendication 67, dans lequel R1 et R2 sont tous deux des groupements -COOH.
70. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 65 à 69, dans lequel le polymère basé sur le polybutadiène est du polybutadiène.
71. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 65 à 69, dans lequel le polymère basé sur le polybutadiène est choisi parmi les polybutadiènes époxydés.
72. Matériau d'électrode selon la revendication 71, dans lequel le polybutadiène époxydé comprend des unités répétitives de Formules IV, V et VI :
et deux groupes terminaux hydroxyles.
73. Matériau d'électrode selon la revendication 72, dans lequel le polybutadiène époxydé est de Formule VII:
dans laquelle, m est un nombre entier naturel choisi de sorte que le poids moléculaire moyen du polybutadiène époxydé de Formule VI soit compris entre environ 1 000 g/mol et environ 1 500 g/mol, bornes supérieures et inférieures incluses; et le poids équivalent d'époxyde est compris entre environ 100 g/mol et environ g/mol, bornes supérieures et inférieures incluses.
74. Matériau d'électrode selon la revendication 73, dans lequel le poids moléculaire moyen du polybutadiène époxydé de Formule VII est d'environ 1 300 g/mol.
75. Matériau d'électrode selon la revendication 73 ou 74, dans lequel le poids équivalent d'époxyde est compris entre environ 210 g/mol et environ 550 g/mol, bornes supérieures et inférieures incluses.
76. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 73 à 75, dans lequel le polybutadiène époxydé de Formule VII est une résine Poly bdTM 600E ayant un poids moléculaire moyen d'environ 1 300 g/mol et un poids équivalent d'époxyde compris entre environ 400 g/mol et environ 500 g/mol, bornes supérieures et inférieures incluses.
77. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 73 à 75, dans lequel le polybutadiène époxydé de Formule VII est une résine Poly bdTM 605E ayant un poids moléculaire moyen d'environ 1 300 g/mol et un poids équivalent d'époxyde compris entre environ 260 g/mol et environ 330 g/mol, bornes supérieures et inférieures incluses.
78. Matériau d'électrode selon l'une quelconque des revendications 65 à 77, dans lequel le rapport pondéral polymère basé sur le polybutadiène : polymère comprenant des unités monomères à base de norbornène dérivées de la polymérisation du composé

de Formule II est compris dans l'intervalle allant d'environ 6:1 à environ 2:3, bornes supérieures et inférieures incluses.
79. Matériau d'électrode selon la revendication 78, dans lequel le rapport pondéral est compris dans l'intervalle allant d'environ 5,5:1 à environ 2:3, ou allant d'environ 5:1 à environ 2:3, ou allant d'environ 4,5:1 à environ 2:3, ou allant d'environ 4:1 à
environ 2:3, ou allant d'environ 6:1 à environ 1:1, ou allant d'environ 5,5:1 à environ 1:1, ou allant d'environ 5:1 à environ 1:1, ou allant d'environ 4,5:1 à
environ 1:1, ou allant d'environ 4:1 à environ 1:1 bornes supérieures et inférieures incluses.
80. Matériau d'électrode selon la revendication 79, dans lequel le rapport pondéral est compris dans l'intervalle allant d'environ 4:1 à environ 1:1 bornes supérieures et inférieures incluses.
81. Électrode comprenant le matériau d'électrode tel que défini à l'une quelconque des revendications 29 à 80 sur un collecteur de courant.
82. Électrode autosupportée comprenant le matériau d'électrode tel que défini à l'une quelconque des revendications 29 à 80.
83. Électrode selon la revendication 81 ou 82, ladite électrode étant une électrode positive.
84. Électrolyte comprenant des particules enrobées telles que définies à l'une quelconque des revendications 14 à 17, le noyau de la particule enrobée comprenant un matériau inorganique conducteur ionique.
85. Électrolyte selon la revendication 84, dans lequel le matériau inorganique conducteur ionique est choisi parmi les verres, les vitrocéramiques, les céramiques, les nano céramiques et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
86. Électrolyte selon la revendication 84 et 85, dans lequel le matériau inorganique conducteur ionique comprend une céramique, un verre ou une vitrocéramique à
base de fluorure, de phosphure, de sulfure, d'oxysulfure ou d'oxyde.
87. Électrolyte selon l'une quelconque des revendications 84 à 86, dans lequel le matériau inorganique conducteur ionique est choisi parmi les composés de type LISICON, thio-LISICON, argyrodites, grenats, NASICON, perovskites, les oxydes, les sulfures, les oxysulfures, les phosphures, les fluorures de forme cristalline et/ou amorphe, et une combinaison d'au moins deux de ceux-ci.
88. Électrolyte selon l'une quelconque des revendications 84 à 87, dans lequel le matériau inorganique conducteur ionique est choisi parmi les composés inorganiques de formules :

- MLZO (par exemple, M7La3Zr2012, M(7-.)La3Zr2Alb012, M(7-.)La3Zr2Gab012, M(7_a)La3Zr(2-b)Tab012, et M(7_a)La3Zr(2-b)Nbb012);
- MLTa0 (par exemple, M7La3Ta2012, M5La3Ta2012, et M6La3Tat5Y0.5012);
- MLSnO (par exemple, M7La3Sn2012);
- MAGP (par exemple, Mi,AlaGe2-a(PO4)3);
- MATP (par exemple, Mi,AlaTi2-a(PO4)3,);
- MLTiO (par exemple, M3aLa(2/3-a)TiO3);
- MZP (par exemple, MaZrb(PO4)c);
- MCZP (par exemple, MaCabZr.(PO4)d);
- MGPS (par exemple, MaGeblpcSd tel que MioGeP2S12);
- MGPSO (par exemple, MaGebP.Sd0e);
- MSiPS (par exemple, MaSiblpcSd tel que MioSiP2Si2);
- MSiPSO (par exemple, MaSibP.Sd0e);
- MSnPS (par exemple, MaSnblpcSd tel que MioSnP2Si2);
- MSnPSO (par exemple, MaSnbP.Sd0e);
- MPS (par exemple, MaPbSc tel que M7P3Sii);
- MPSO (par exemple, MaPbScOd);
- MZPS (par exemple, MaZnbPcSd);
- MZPSO (par exemple, MaZnbP.Sd0e);
- xM2S-yP2Ss;
- xM2S-yP2Ss-zMX;
- xM2S-yP2Ss-zP20s;
- xM2S-yP2Ss-zP20s-wMX;
- xM2S-yM20-zP2Ss;
- xM2S-yM20-zP2Ss-wMX;
- xM2S-yM20-zP2Ss-wP20s;
- xM2S-yM20-zP2Ss-wP20s-vMX;
- xM2S-y5i52;
- MPSX (par exemple, MaPbScXd tel que M7P3511X, M7P258X, et M6PS5X);
- MPSOX (par exemple, MaPbScOdXe);
- MGPSX (MaGebPcSdXe);
- MGPSOX (MaGebP.SdOeM;
- MSiPSX (MaSibPcSdXe);
- MSiPSOX (MaSibPcSdOeXf);

- MSnPSX (MaSnbPcSdXe);
- MSnPSOX (MaSnbP,SdOeXf);
- MZPSX (MaZnbPcSdXe);
- MZPSOX (MaZnbPcSdOeXf);
- M3OX;
- M2HOX;
- M3PO4;
- M3P54; et - MaP0bN, (où a = 2b + 3c - 5);
dans lesquelles, M est un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, ou une de leurs combinaisons, et dans lesquelles lorsque M comprend un ion de métal alcalino-terreux, alors le nombre de M est ajusté pour atteindre l'électroneutralité;
X est choisi parmi F, Cl, Br, I ou une combinaison de ceux-ci;
a, b, c, d, e et f sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour atteindre l'électroneutralité; et v, w, x, y et z sont des nombres différents de zéro et sont, indépendamment dans chaque formule, sélectionnés pour obtenir un composé stable.
89. Électrolyte selon la revendication 88, dans lequel M est choisi parmi Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba ou une combinaison de ceux-ci.
90. Électrolyte selon la revendication 89, dans lequel M est Li.
91. Électrolyte selon l'une quelconque des revendications 84 à 90, dans lequel le matériau inorganique conducteur ionique est choisi parmi les composés inorganiques de type argyrodites de formule Li6PS5X dans laquelle X est Cl, Br ou I.
92. Électrolyte selon l'une quelconque des revendications 84 à 91, dans lequel le matériau inorganique conducteur ionique est Li6PS5CI.
93. Électrolyte selon l'une quelconque des revendications 84 à 92, lequel est un électrolyte liquide comprenant un sel dans un solvant.
94. Électrolyte selon l'une quelconque des revendications 84 à 92, lequel est un électrolyte polymère solide comprenant un sel dans un polymère solvatant.
95. Électrolyte selon l'une quelconque des revendications 84 à 92, lequel est un électrolyte solide hybride polymère-céramique.
96. Électrolyte selon l'une quelconque des revendications 84 à 92, lequel est un électrolyte solide inorganique.
97. Électrolyte selon la revendication 96, lequel est un électrolyte solide inorganique de type céramique.
98. Matériau de revêtement pour un collecteur de courant comprenant des particules enrobées telles que définies à l'une quelconque des revendications 14 à 17, le noyau de la particule enrobée comprenant un matériau conducteur électronique.
99. Matériau de revêtement selon la revendication 98, dans lequel le matériau conducteur électronique est du carbone.
100. Collecteur de courant comprenant un matériau de revêtement tel que défini à la revendication 98 ou 99 disposé sur une feuille métallique.
101. Cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins l'une de l'électrode positive ou de l'électrode négative est telle que définie à la revendication 81 ou 82 ou comprend un matériau d'électrode tel que défini à l'une quelconque des revendications 29 à
80.
102. Cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle l'électrolyte est tel que défini à l'une quelconque des revendications 84 à 97.
103. Cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins l'une de l'électrode positive et de l'électrode négative est sur un collecteur de courant tel que défini à la revendication 100 ou comprenant un matériau de revêtement tel que défini à la revendication 98 ou 99.
104. Cellule électrochimique selon la revendication 102 ou 103, dans laquelle l'électrode négative comprend un matériau électrochimiquement actif comprenant un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, un alliage comprenant au moins un métal alcalin ou alcalino-terreux, un métal non-alcalin et non-alcalino-terreux, ou un alliage ou un composé intermétallique.
105. Cellule électrochimique selon la revendication 104, dans laquelle le matériau électrochimiquement actif de l'électrode négative comprend du lithium métallique ou un alliage incluant ou à base de lithium métallique.
106. Cellule électrochimique selon la revendication 104 ou 105, dans laquelle le matériau électrochimiquement actif de l'électrode négative est sous forme de film ayant une épaisseur comprise dans l'intervalle allant d'environ 5 pm à environ 500 pm, bornes supérieures et inférieures incluses.
107. Cellule électrochimique selon la revendication 106, dans laquelle l'épaisseur du film de matériau électrochimiquement actif de l'électrode négative est comprise dans l'intervalle allant d'environ 10 pm à environ 100 pm, bornes supérieures et inférieures incluses.
108. Cellule électrochimique selon l'une quelconque des revendications 102 à
104, dans laquelle l'électrode positive est pré-lithié et l'électrode négative est substantiellement exempte de lithium.
109. Cellule électrochimique selon l'une quelconque des revendications 108, dans laquelle l'électrode négative est lithiée in situ lors du cyclage de ladite cellule électrochimique.
110. Un accumulateur électrochimique comprenant au moins une cellule électrochimique telle que définie à l'une quelconque des revendications 102 à 109.
111. Accumulateur électrochimique selon la revendication 110, dans lequel ledit accumulateur électrochimique est une batterie est choisie parmi une batterie au lithium, une batterie lithium-ion, une batterie au sodium, une batterie sodium-ion, une batterie au magnésium, une batterie magnésium-ion.
112. Accumulateur électrochimique selon la revendication 110, dans lequel ladite batterie est une batterie au lithium ou une batterie lithium-ion.
113. Accumulateur électrochimique selon la revendication 110, dans lequel ledit accumulateur électrochimique est une batterie dite tout solide.
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