EP3353231A1 - Solid electrolyte for an electrochemical generator - Google Patents

Solid electrolyte for an electrochemical generator

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Publication number
EP3353231A1
EP3353231A1 EP16766581.9A EP16766581A EP3353231A1 EP 3353231 A1 EP3353231 A1 EP 3353231A1 EP 16766581 A EP16766581 A EP 16766581A EP 3353231 A1 EP3353231 A1 EP 3353231A1
Authority
EP
European Patent Office
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polymer
solid electrolyte
group
compound
anion
Prior art date
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Pending
Application number
EP16766581.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Mélody LECLERE
Lionel Picard
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Definitions

  • the present invention relates to novel compounds that can be used as solid electrolytes.
  • Such electrolytes can be used in various electrochemical systems or devices, especially in lithium batteries.
  • the operating principle of an electrochemical generator is based on the insertion and removal, also called "uninsertion", of an alkali metal ion or a proton, in and from the positive electrode. , and depositing or extracting this ion, on and from the negative electrode.
  • the main systems use Li + as an ionic species of current transport.
  • Li + ion extracted from the cathode during the discharge of the battery is deposited on the anode, and conversely, it is extracted from the anode for s' intercalate in the cathode during charging.
  • the transport of the proton or the alkaline or alkaline earth metal cation, in particular the lithium cation, between the cathode and the anode is provided by an ionic conductive electrolyte.
  • the electrolyte formulation used is essential for the performance of the electrochemical system, particularly when it is used at very low or very high temperatures.
  • the ionic conductivity of the electrolyte conditions in particular the efficiency of the electrochemical system since it affects the mobility of the ions between the positive and negative electrodes.
  • electrolyte used in the choice of the electrolyte used. These include its thermal, chemical or electrochemical stability in the electrochemical system, as well as economic, safety and environmental criteria, including in particular the toxicity of the electrolyte.
  • the electrolytes of the electrochemical systems are in liquid, gelled or solid form.
  • the conventional electrolytes of electrochemical generators with a metal cation of one of the first two columns of the periodic table of the elements, for example lithium are composed of a salt of this cation dissolved in an organic or aqueous medium (typically in carbonate solvents, acetonitrile for lithium batteries), in the presence or absence of additives.
  • conventional supercapacity electrolytes are composed of an organic salt (typically a tetraethylammonium tetrafluoroborate salt and 4 N-BF 4 ) dissolved in acetonitrile.
  • organic salt typically a tetraethylammonium tetrafluoroborate salt and 4 N-BF 4
  • liquid electrolytes for example as described above, trapped in a "host" polymer.
  • the solvent (s) of the liquid electrolyte must have an affinity with the host polymer, neither too high (solubilization of the polymer) nor too low (exudation).
  • the matrix polymer must allow maximum incorporation of liquid while retaining mechanical properties to ensure physical separation between the two electrodes.
  • electrolyte polymer the electrolytic membrane of the electrochemical generator systems of the fuel cell type can also be mentioned.
  • membrane proton exchange conventionally consisting of a polymer main chain and carbofluorée carrier pendant groups containing sulfonic acid functional groups, such as Nafion ®.
  • This type of polymer is a semi-crystalline polymer, of which only the amorphous part has conductive properties, the crystalline part conferring the mechanical properties necessary for its proper functioning in complete system.
  • phase microseparation block copolymers consisting of a first ion conductive block, for example polyethylene oxide, and a second block, non-conductive and immiscible with the first block to ensure a micro-phase separation, for example of the polyalkylacrylate or polydimethylsiloxane type.
  • first ion conductive block for example polyethylene oxide
  • second block non-conductive and immiscible with the first block to ensure a micro-phase separation
  • micro-phase separation for example of the polyalkylacrylate or polydimethylsiloxane type.
  • anion for example carboxylate, sulfonate or phosphate
  • the present invention aims precisely to propose new solid electrolytes, cationic or protonic conductors, having improved ionic conductivity and electrochemical stability.
  • a x ⁇ is an anion of valence x equal to 1 or 2, selected from sulfonate anions, sulfonylimide of type -S0 2 -N ⁇ -SO 2 C y F 2y + i with y an integer between 0 and 4; borate, borane, phosphate, phosphinate, phosphonate, silicate, carbonate, sulphide, selenate, nitrate and perchlorate;
  • C x + is a counter-cation of the anion A x ⁇ , chosen from the proton H + and the cations of the alkaline and alkaline-earth metals;
  • p is an integer ranging from 1 to 10, preferentially from 1 to 4;
  • E is an organic spacer comprising a linear sequence of at least two covalent bonds, in particular at least three covalent bonds and more particularly at least four covalent bonds;
  • n is an integer greater than or equal to 2, in particular ranging from 2 to 1800;
  • G represents:
  • 0 X is N, P or Si-R, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group,
  • Ar is a cyclic poly group possessing 2 to 6 cycles of which at least one is aromatic, each ring comprising, independently of each other, 4 to 6-membered ring, said polycyclic group with up to 18 heteroatoms, in particular selected from S, N and O;
  • 0 - ⁇ represents a bond with ⁇ spacer E; and 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ⁇ ;
  • Xi and X 2 identical or different, represent NR, O or S, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group; in particular, X 1 and X 2 are both NH or O;
  • organized state is meant an organization, in the solid state, of the compound according to the invention. This organized state can still be described as frozen state or reduced mobility of the molecules between them.
  • polycyclic groups of the compounds according to the invention are organized with respect to one another to form "lamellae" spaced apart by the spacer chains.
  • This organized state may be further characterized by X-ray or neutron spectroscopy, where Bragg peaks and / or wide peaks are observable in a wave vector range of from 10 -4 to 6 A- 1 .
  • the width of these peaks depends on the size of the crystallites and the range of the correlations, the gradients of mesh parameters, ignoring the instrumental resolution of the apparatus.
  • the organized state still corresponds to the state of the thermodynamically stable compound at a given temperature below its melting or decomposition temperature.
  • the organized state may be a crystalline state of the compounds according to the invention.
  • the invention relates to the use of a compound comprising at least one entity of formula (I) as defined previously, in the organized state, as solid electrolyte in a electrochemical system.
  • solid electrolyte an electrolyte excluding the presence of a component in liquid form, and acting as both separator and ionic conductor in an electrochemical system.
  • the compounds according to the invention can be used as solid electrolytes in many electrochemical systems, such as generators, for example lithium batteries, electrochemical conversion systems, for example proton exchange membrane fuel cells ( PEMFC).
  • generators for example lithium batteries
  • electrochemical conversion systems for example proton exchange membrane fuel cells ( PEMFC).
  • PEMFC proton exchange membrane fuel cells
  • An electrochemical system for example a lithium battery, made from a solid electrolyte according to the invention can thus operate over a wide temperature range, preferably between -40 ° C. and 200 ° C., and more preferably between - 20 ° C and 200 ° C.
  • the ionic conductivity of a solid electrolyte according to the invention is based on a "direct" conduction mechanism, by "jump"("hopping” in English) of the C x + cations of a polycyclic group Ar other, and not on an assisted mechanism as is the case for example polymer electrolytes proposed by Cohen et al. Molecular Transport in Liquids and Glasses, J. Chem. Phys. 31, 1164 (1959).
  • a solid electrolyte according to the invention thus leads to improved performances in terms of ionic conductivity.
  • the solid electrolyte according to the invention in addition to ensuring the passage of the ions from one electrode to the other, also serves as separator, for electronically isolating the two electrodes of the electrochemical system.
  • the solid electrolyte according to the invention can also be incorporated into the composition of a composite electrode for an electrochemical system, for example the positive electrode of a lithium battery.
  • the compounds according to the invention comprise at least one entity of formula (I) below:
  • a ⁇ x is an anion of valency x equal to 1 or 2 selected from the sulfonate anion, sulfonylimide type -S0 2 -N ⁇ -S0 2 CyF 2 y + iy being an integer between 0 and 4 (for example equal at 1); borate, borane, phosphate, phosphinate, phosphonate, silicate, carbonate, sulphide, selenate, nitrate and perchlorate;
  • C x + is a counter-cation of the anion A x ⁇ , chosen from the proton H + and the cations of the alkaline and alkaline-earth metals, in particular the Li + cation;
  • E is an organic spacer comprising a linear sequence of at least two covalent bonds, in particular at least three covalent bonds and more particularly at least four covalent bonds;
  • n is an integer greater than or equal to 2, in particular ranging from 2 to 1800;
  • G represents:
  • 0 X is N, P or Si-R, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group,
  • Ar is polycychque group possessing 2 to 6 cycles of which at least one is aromatic, each ring comprising, independently of each other, 4 to 6-membered ring, said polycychque group with up to 18 heteroatoms, in particular selected from S, N and O;
  • 0 - ⁇ represents a bond with ⁇ spacer E
  • Xi and X 2 identical or different, represent NR, O or S, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group; in particular, X 1 and X 2 are both NH or O;
  • 0 - ⁇ represents a bond with ⁇ spacer E
  • C t -z where t and z are integers, a carbon chain may have from t to z carbon atoms; for example C 1-4 a carbon chain which may have from 1 to 4 carbon atoms;
  • Alkyl a saturated, linear or branched aliphatic group; for example a C 1-4 alkyl group represents a carbon chain of 1 to 4 carbon atoms, linear or branched, more particularly methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl;
  • (hetero) aromatic ring or not 4- to 6-membered ring an unsaturated cyclic group, partially saturated or saturated, with 4, 5 or 6 members, optionally comprising one or more heteroatoms, in particular selected from oxygen, sulfur and nitrogen.
  • An aromatic ring may especially be benzene;
  • polycyclic group means a group having two or more aromatic (fused) rings fused (ortho-fused or ortho- and peri-condensed) to each other, that is, presenting, in pairs, at the minus two carbons in common.
  • a polycyclic group according to the invention is formed from two to six rings, the rings comprising, independently of each other, from 4 to 6 members.
  • the polycyclic group may include one or more heteroatoms. This is called "polyhetero cyclic grouping”.
  • Alkali metals the chemical elements of the first column of the periodic table of the elements, and more particularly chosen from lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium.
  • the alkali metal is lithium, sodium or potassium, and more preferably lithium;
  • Alkaline-earth metals the chemical elements of the second column of the periodic table of the elements, and more particularly chosen from among beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium and radium.
  • the alkaline earth metal is magnesium or potassium.
  • organic spacer E In the definition of the organic spacer E, it is understood that the expression “linear sequence” is opposed to a so-called “cyclic” sequence (for example in a benzene structure). E thus comprises a linear (non-cyclic) chain of at least two covalent bonds, for example two carbon-carbon bonds, in particular at least three covalent bonds.
  • n in formula (I) above may be between 2 and 1500, in particular between 2 and 300.
  • the compound of the invention may be a (co) polymer comprising at least one entity of formula (I) defined above.
  • a copolymer according to the invention may have different entities of formula (I). It may be for example a block copolymer, the blocks being differentiated by the nature of the group G, the spacer E and / or the anion A x ⁇ .
  • the compounds according to the invention are polymers comprising, or even being formed, monomeric units of formula (F) below:
  • the monomeric units of formula (F) may represent represent more than 60%, in particular more than 80% and more particularly more than 90%, of the total weight of the monomeric units forming the polymer.
  • a polymer according to the invention is formed solely of monomeric units of formula (F). It may more particularly have a degree of polymerization (n) of between 2 and 1,500, in particular between 2 and 300.
  • the polycyclic groups, Ar are side groups of the main chain of the compound according to the invention.
  • X is N, P or Si-R, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group; preferably X is N;
  • Ar is a polycyclic group possessing 2 to 6 cycles of which at least one is aromatic, each ring comprising, independently of each other, 4 to 6-membered ring, said polycyclic group with up to 18 heteroatoms, in particular selected from S, N and O;
  • 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ⁇ ; the said anion (s) A x ⁇ being covalently bound to the polycyclic group Ar.
  • the compounds according to the invention are polymers comprising, if not being formed, monomeric units of formula (II) below:
  • E, Ar, A x ⁇ , C x + and p are as previously defined or described more precisely below.
  • the polycyclic groups, Ar are integrated in the main chain of the compound according to the invention.
  • Xi and X 2 identical or different, represent NR, O or S, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group; especially Xi and X 2 both represent NH or O;
  • Ar is a polycyclic group possessing 2 to 6 cycles of which at least one is aromatic, each ring comprising, independently of each other, 4 to 6-membered ring, said polycyclic group with up to 18 heteroatoms, in particular selected from S, N and O;
  • Ar is a polycyclic group comprising from 2 to 4 rings, with in particular at least one of the rings being aromatic.
  • Ar is an aromatic polycyclic group formed from 2 to 6 aromatic rings.
  • Ar may have one of the following polycyclic skeletons:
  • Ar group may be a polyheterocyclic group having one of the skeletons presented above in which one or several carbon atoms are replaced by one or more heteroatoms, in particular chosen from S, N and O.
  • Ar is an aromatic bicyclic group, in particular having an aromatic naphthalene backbone.
  • Ar is a naphthalene group.
  • the compounds according to the invention are polymers comprising, or even being formed, monomeric units of formula (III) below:
  • E in formula (I) above represents an organic spacer having a linear sequence of at least two covalent bonds, in particular at least three covalent bonds, and more particularly at least four covalent bonds.
  • this spacer makes it possible to ensure, during the implementation of the compound according to the invention to form a solid electrolyte, the arrangement of the polycyclic groups Ar with respect to one another to reach an organized proton conductive state or cationic.
  • This organic spacer can be of various natures.
  • the organic spacer E is a linear or branched aliphatic chain, saturated or unsaturated, with at least two covalent bonds, said chain being optionally interrupted by one or more heteroatoms (s), in particular S, O or N, by one or more metalloids, for example silicon, and / or one or more (hetero) rings, aromatic or otherwise, of 4 to 6 members; said chain being optionally substituted by one or more fluorine atoms and / or by one or more R 1 groups, R 1 represents a group chosen from a hydroxyl group, optionally in protonated form -O " C + , an -NH 2 group and an oxo group.
  • s heteroatoms
  • metalloids for example silicon
  • R 1 groups represents a group chosen from a hydroxyl group, optionally in protonated form -O " C + , an -NH 2 group and an oxo group.
  • R 1 is a hydroxyl group, optionally in protonated form -O " C + .
  • the substituent groups of the aliphatic chain, R 1 can in particular result from nucleophilic addition or substitution reactions used for the synthesis of the compound according to the invention.
  • fluorinated chain advantageously makes it possible to confer on the spacer a great flexibility and thus to obtain states of organization of the compound according to the invention even at very low temperature (between -80 ° C. and -60 ° C. ° C for example). Moreover, fluorine has a very good electrochemical stability.
  • the organic spacer E may represent a saturated linear aliphatic chain C 4 to C 2 o, said chain being optionally interrupted by one or more heteroatoms, in particular one or more oxygen atoms, and / or by one or more a plurality of aromatic or non-aromatic rings of 4 to 6 members, in particular one or more benzene rings, said chain being optionally substituted with one or more hydroxyl groups, preferably in protonated form -O " C + .
  • the hydroxyl functions of the organic spacer E of the compound according to the invention are protonated (-O " C + ), prior to its implementation as solid electrolyte, as detailed in the rest of the text, so that the Hydroxyl pendant functions do not immobilize C + cations during the operation of the electrochemical system, which could be detrimental to the ionic conductivity of the solid electrolyte
  • C + cations immobilized at the spacer do not participate in the charge transfer.
  • the anion A x ⁇ may be more particularly selected from sulfonate anions (SO3) and trifluoromethylsulfonylimide (TFSI).
  • a x ⁇ is a sulfonate anion.
  • C x represents the proton H.
  • such compounds can be advantageously used as solid electrolyte in a lithium battery.
  • C x + represents the Li + cation.
  • PEMFC proton exchange membrane fuel cell
  • low temperature electrolyser a proton exchange membrane fuel cell
  • polymers comprising, in particular constituted, monomeric units of formula (IV) below:
  • the compounds according to the invention can be prepared by implementing nucleophilic substitution or addition methods known to those skilled in the art, as detailed below.
  • G represents (a) a DD group may be prepared by a process comprising at least the bringing together of a compound having the following structure (ai)
  • Nu represents a difunctional nucleophilic function, in particular an -NH 2 , -PH 2 or -SiRH 2 function with R representing a hydrogen atom or a C 1-4 alkyl group,
  • a precursor of the spacer E having two identical electrophilic functions, in particular chosen from epoxide, halogen, isocyanate, nitrile, thiocarbonyl and carbonyl functions, under conditions conducive to their interaction according to a substitution or addition reaction nucleophile.
  • polymers according to the invention having monomeric units of formula (II) above can be obtained via a nucleophilic addition reaction between a compound of formula (II) above can be obtained via a nucleophilic addition reaction between a compound of formula (II) above.
  • spacer E and a precursor of the spacer E, having two identical electrophilic functions, for example epoxide functional groups.
  • Nu ' identical or different, represent mono-functional nucleophilic functions, in particular chosen from hydroxyl, thiol or secondary amine functions,
  • a precursor of the spacer E having two identical electrophilic functions, in particular chosen from epoxide, halogen, isocyanate, nitrile, thiocarbonyl and carbonyl functions, under conditions conducive to their interaction according to a substitution or addition reaction nucleophile.
  • substitution or nucleophilic addition reaction between a compound comprising the (poly) cyclic group carrying two electrophilic functions and a precursor of the spacer E having two mono functional nucleophilic functions, identical or different, in particular chosen from hydroxyl, thiol and secondary amine functions.
  • the compounds according to the invention can advantageously be used, in their organized state, as solid electrolytes, in particular in an electrochemical system, in particular in a lithium battery.
  • the compounds of formula (I) according to the invention are protonic or cationic conductors in their organized state.
  • the organized state is more particularly a solid state. It may be in particular a crystalline state.
  • the solid electrolyte formed according to the invention can be in any suitable form, for example in the form of a sheet, a film or a membrane.
  • the solid electrolyte according to the invention has good properties of ionic conductivity.
  • the solid electrolyte according to the invention has an ionic conductivity at 120 ° C. of greater than or equal to 10 ⁇ 9 S / cm, in particular between 10 ⁇ 8 and 5 ⁇ 10 5 S / cm, in particular between 10 ⁇ 8 and 10 ⁇ 5 S / cm.
  • the solid electrolyte according to the invention has an ionic conductivity at 200 ° C greater than or equal to 10 ⁇ 7 S / cm, in particular between 10 ⁇ 7 and 10 "3 S / cm.
  • the solid electrolyte according to the invention comprising one or more compounds of the invention described above, in an organized state, can be prepared according to known techniques, by "solvent” (for example, by controlled evaporation of the solvent) or by "melted” (for example, by extrusion).
  • the solid electrolyte according to the invention can be obtained by controlled evaporation.
  • a film (or layer) comprising at least one solid electrolyte according to the invention may be prepared on the surface of a substrate, according to a process comprising at least the steps consisting in:
  • step (b1) depositing said solution of step (a1) at the surface of said substrate;
  • the polar solvent in step (a1) may for example be the
  • DMF ⁇ , ⁇ -dimethylformamide
  • DMAc dimethylacetamide
  • monoalcohols including methanol, water.
  • One or more subsequent exposure steps of the film, formed after evaporation of the solvent, to an electric field, magnetic field or ionizing radiation, in particular photonic, can be operated, so as to promote the desired organized state.
  • the substrate on the surface of which is formed the film comprising the solid electrolyte according to the invention has the least possible surface defects, to allow obtaining an optimal organized state, for example having good crystallinity , the compound according to the invention ensuring optimum ionic conductivity.
  • a solid electrolyte film according to the invention supported by a substrate or self-supporting, can be obtained by molten route, in particular by extrusion.
  • the method for preparing a solid electrolyte film can implement at least the steps consisting in:
  • one or more subsequent stages of exposure of the film to an electric field, magnetic field or to ionizing radiation, in particular photonic radiation may be operated, so as to favor obtaining the desired organized state.
  • the film comprising the solid electrolyte may have a thickness of between 5 and 50 ⁇ , in particular about 5 ⁇ .
  • the solid electrolyte according to the invention can be implemented in an electrochemical system, for example for a lithium battery.
  • the present invention thus relates, according to yet another of its aspects, an electrochemical system comprising a solid electrolyte according to the invention.
  • the electrochemical system can be a generator, converter or electrochemical storage system. It may be more particularly a fuel cell, for example a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC); a primary or secondary battery, for example a lithium, sodium, magnesium, potassium or calcium battery; a lithium-air, lithium-sulfur accumulator.
  • a fuel cell for example a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC)
  • PEMFC proton exchange membrane fuel cell
  • primary or secondary battery for example a lithium, sodium, magnesium, potassium or calcium battery
  • a lithium-air, lithium-sulfur accumulator for example a lithium, sodium, magnesium, potassium or calcium battery.
  • the solid electrolyte is implemented in a battery, in particular a lithium battery.
  • An electrochemical system generally comprises at least one positive electrode and one negative electrode, between which there is a solid electrolyte film acting as both an ionic conductor and a separator between the positive and negative electrodes.
  • the solid electrolyte layer according to the invention intended to act as a separator between the positive and negative electrodes of an electrochemical system, will be more simply referred to as the "separating electrolyte”.
  • the separating electrolyte may be formed, according to one of the methods described above, on the surface of a substrate consisting, at least in part, of an electrode of the electrochemical system.
  • the substrate may for example be formed of a multilayer stack comprising at least one current collector and an electrode suitable for producing the electrochemical system, for example a composite electrode as described below, on the surface of which is formed separating electrolyte.
  • an electrode suitable for producing the electrochemical system for example a composite electrode as described below, on the surface of which is formed separating electrolyte.
  • the separating electrolyte according to the invention may have a thickness of between 5 and 50 ⁇ , in particular of approximately 5 ⁇ .
  • a lithium battery can be formed, conventionally, by two electrodes, namely a positive electrode and a negative electrode.
  • the positive electrode generally comprises, as electrochemically active material, lamellar compounds such as LiCoO 2 , LiNiO 2 and mixed Li (Ni, Co, Mn, Al) O 2 , or spinel structure compounds of compositions close to LiMn. 2 0 4, phosphates of lithium, particularly LiFeP0 4.
  • the negative electrode generally comprises, as an electrochemically active material, lithium metal in the case of primary accumulators, or intercalation materials such as graphite carbon, or lithium titanium oxide (Li 4 Ti 5 0i 2 ) in the case of accumulators based on lithium-ion technology.
  • the separating electrolyte according to the invention in which ionic conduction occurs which ensures the passage of lithium ions from one electrode to the other, and which also acts as a separator, making it possible to prevent contact between the positive electrodes; and negative.
  • It may be in particular a lithium metal battery, comprising a lithium metal anode and a cathode comprising at least one positive electrode active material, between which there is a solid electrolyte according to the invention.
  • Composite electrode comprising a lithium metal anode and a cathode comprising at least one positive electrode active material, between which there is a solid electrolyte according to the invention.
  • At least one of the electrodes of the electrochemical system according to the invention may further comprise a solid electrolyte according to the invention.
  • Such a composite electrode makes it possible to optimize the solid electrolyte / electrode interface of the electrochemical system, insofar as the electrolyte of the invention can not penetrate the porous material of the electrode.
  • the use of a solid electrolyte according to the invention in the composition of the cathode makes it possible in particular to prevent the formation of a concentration gradient in the thickness of the cathode during cycling, and thus of to improve the power performance of the battery, or to increase the grammage of the cathode (i.e., the amount of positive electrode active material / cm 2 / face.
  • the present invention relates to a composite electrode comprising at least one solid electrolyte according to the invention.
  • It also relates to an electrochemical system comprising at least one such composite electrode.
  • the cathode can be a composite electrode.
  • both the positive electrode and the negative electrode are preferably composite electrodes.
  • a composite electrode according to the invention may be more particularly formed of a composite material comprising, in addition to the solid electrolyte according to the invention, one or more active substances, one or more conductive additives and optionally one or more binders.
  • the solid electrolyte of a composite electrode according to the invention can be obtained by a "solvent route” technique.
  • a composite electrode that can be used for example as a positive electrode in a lithium battery can be formed via the following steps:
  • the active materials for a positive composite electrode may be chosen from lithium intercalation materials such as lamellar oxides of lithium transition metals, olivines (LiFePO 4 ), LiMn 2 O 4 , or spinels (for example spinel LiNi0 5Mni i5 0 4 ).
  • the electronic conductive additives may be chosen for example from carbon fibers, carbon black, carbon nanotubes and their analogues.
  • the binders may be chosen from fluorinated binders, for example polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride (PVDF), polysaccharides or latices, in particular styrene-butadiene rubber (SBR or styrene-butadiene rubber).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • the dispersion can be homogenized before spreading, for example using a deflocculator at a speed between 2 and 5000 rpm with a deflocculated disk geometry.
  • the value of the shear gradient can vary between 10 and 2000 s -1 .
  • the evaporation can be carried out by drying, for example in an oven, at a temperature between 50 ° C and 120 ° C, in particular about 80 ° C, for a period of between 1 hour and 24 hours.
  • the composite electrode may more particularly comprise from 30 to 60% by weight of solid electrolyte according to the invention, in particular about 40% by weight of solid electrolyte, relative to the total weight of the electrode.
  • the remainder of the composite electrode may be more particularly formed from 80 to 95% of active material (s) and 0 to 1% of additive (s) conductor (s).
  • the composite electrode according to the invention may have a thickness of between 20 ⁇ and 400 ⁇ , in particular between 100 ⁇ and 250 ⁇ .
  • the invention further relates, in another of its aspects, to an electrochemical system comprising:
  • At least one composite electrode (the positive electrode and / or the negative electrode) as described above.
  • Figure 1 Infrared spectrum of the polymer PI according to the invention formed according to Example 1;
  • FIG. 2 Infrared spectrum of the lithiated PI polymer according to the invention formed according to Example 2;
  • FIG. 3 ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the lithiated P1 polymer powder formed according to Example 2;
  • FIG. 4 Plate obtained by polarized optical microscope of the organically-lithiated (crystalline) P1 polymer prepared according to Example 2 on a silicon substrate;
  • FIG. 5 XRD diagram obtained for the lithiated PI polymer in the organized state
  • Figure 6 Schematic representation of the TLM structure and the characteristic of the total resistance as a function of the distance between the contacts
  • Figure 7 Infrared spectrum of the polymer P2 according to the invention formed according to Example 4.
  • FIG. 8 ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the polymer powder P2 formed according to Example 4.
  • FIG. 9 Infrared spectrum of the lithiated P2 polymer according to the invention formed according to Example 5;
  • FIG. 10 is a photograph obtained by polarized optical microscope of the crystallized P2 polymer in the (crystalline) organized state, prepared according to example 5 on a copper substrate;
  • FIG. 13 ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the polymer P3 powder formed according to Example 6;
  • FIG. 16 ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the P7 polymer powder formed according to Example 11;
  • FIG. 18 ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the P8 polymer powder formed according to Example 12;
  • Figure 19 Conductivity of the polymer P2 obtained as a function of the temperature formed according to Example 4;
  • Figure 20 Infrared spectrum of Pro-ANTFSA according to the invention formed according to Example 13-Step 3.
  • FIG. 22 Infrared spectrum of the polymer P9 according to the invention formed according to Example 15.
  • FIG. 23 ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the P9 polymer powder formed according to Example 15;
  • FIG. 24 Infrared spectrum of the polymer P10 according to the invention formed according to Example 16.
  • FIG. 25 ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the P10 polymer powder formed according to Example 16;
  • FIG. 26 Infrared spectrum of the polymer P 1 according to the invention formed according to Example 17.
  • FIG. 27 ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the polymer powder P 1 formed according to Example 17;
  • Figure 28 Ionic conductivity of the polymers P2, P7, P9, P 10 and PI 1 obtained as a function of the temperature under the planes of a rheometer.
  • thermogravimetric analysis ATG
  • thermogravimetric analysis ATG
  • a solution of the 100 mg / mL methanol-lithiated PI polymer is prepared.
  • the deposit is made on different substrates (stainless steel, polyimide (Kapton ® ), silicon, glass), and covered with a crystallizer.
  • a film of the conductive polymer in an organized state (critallin) is obtained after one night.
  • FIG. 4 represents, for example, the microscopy obtained by microscopy of the electrolyte film formed on the silicon surface.
  • the ionic conductivity of the lithiated PI polymer prepared according to Example 2 is evaluated by measuring the contact resistance according to the TLM (Transmission Line Method) method.
  • Polymer deposits prepared according to Example 2 in an organized (crystalline) state and in amorphous and semi-crystalline states are made on the ionic conductivity measuring device TLM.
  • Figure 6 shows schematically the structure TLM and the characteristic of the total resistance as a function of the distance between the contacts.
  • the standard method is to deposit on a rectangular sample several contacts (A, B, C and D) in the form of parallel lines. The distance between the contacts is different in order to create a resistance scale. In the case of a homogeneous material, the resistance achieved varies linearly as a function of the distance between two measurement contacts, and it is then possible to extract the value at the origin which represents the sum of the resistances of the two contacts.
  • the polymer in its crystalline and hydrated organized state has good ionic conductivity. It can advantageously be used as a solid electrolyte in a lithium battery with an electrochemical couple chosen so that the two materials are in the zone of electrochemical stability of the water.
  • the polymer P2 is synthesized according to a protocol similar to that presented in example 1, using 2.38 ml of 1,4-butanediol diglycidyl ether (12.93 mmol) instead of the BdO, 2.96 g of ANLi ( 12.93 mmol) and 10 mL of DMF.
  • the temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. An orange-yellow powder is obtained.
  • the glass transition temperature (Tg) is 84 ° C.
  • thermogravimetric analysis ATG
  • thermogravimetric analysis ATG
  • the hydroxyl functions of the polymer P2 prepared in Example 4 are lithiated, a protocol similar to that of Example 2, adding at the end of the reaction at the end of the reaction.
  • the whole is maintained at 70 ° C for about four hours.
  • the excess LiH is neutralized by a gradual addition of 1 mL of ethanol.
  • the solvent is removed under reduced pressure to obtain a yellow powder.
  • the infrared spectrum of the lithiated P2 polymer obtained is represented in FIG. 9.
  • a solution of the metallized P2 polymer in methanol of concentration of 100 mg / mL is prepared.
  • the deposit is made on different substrates (stainless steel, polyimide (Kapton ® ), silicon, glass), and covered with a crystallizer.
  • a film of the conductive polymer in an organized (crystalline) state is obtained after one night.
  • FIG. 10 represents, for example, the microscopy obtained by microscopy of the electrolyte film formed on the surface of a copper substrate.
  • X-ray diffraction (XRD) analysis shows that the polymer in the organized state crystallized in an orthorhombic mesh.
  • the polymer P3 is synthesized according to a protocol similar to that presented in Example 1, using 2.87 g of resorcinol diglycidyl ether (12.93 mmol) instead of BdO, 2.96 g of ANLi (12.93 mmol). ) and 10 mL of DMF.
  • the temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. An orange-yellow powder is obtained.
  • the glass transition temperature (Tg) is 136 ° C.
  • thermogravimetric analysis ATG
  • thermogravimetric analysis ATG
  • the hydroxyl functions of the polymer P3 prepared in Example 6 are lithiated according to a protocol similar to that of Example 2, adding at the end of the reaction during the synthesis of the polymer P3, 0.82 g of lithium hydride LiH (103 44 mmol), ie four equivalents relative to the hydroxyl functions present. The whole is maintained at 70 ° C for about four hours. The excess LiH is neutralized by a gradual addition of 1 mL of ethanol. The solvent is removed under reduced pressure to obtain a yellow powder.
  • a solution of the polymerized P3 polymer in methanol concentration of 100 mg / mL is prepared.
  • the deposit is made on different substrates (stainless steel, polyimide (Kapton), silicon, glass), and covered with a crystallizer.
  • a film of the conductive polymer, in an organized (crystalline) state, is obtained after one night and is observable by polarized light microscopy.
  • the polymer P4 in its organized state can be implemented as a proton conductive electrolyte, for example in a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) or a low temperature electrolyser.
  • PEMFC proton exchange membrane fuel cell
  • low temperature electrolyser low temperature electrolyser
  • the polymer P5 is synthesized according to a protocol similar to that of Example 8 above, using 2.38 ml of 1,4-butanediol diglycidyl ether BDGE (12.93 mmol) in place of the BdO, 2.89 g of ANH (12.93 mmol) and 10 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. An orange-yellow powder is obtained.
  • the polymer P5 in its organized state can be implemented as a protonic conductive electrolyte.
  • the polymer P6 is synthesized according to a protocol similar to that of Example 8 above, using 2.87 g of resorcinol diglycidyl ether RDGE (12.93 mmol) in place of BdO, 2.89 g of ANH (12.93 mmol). 93 mmol) and 10 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. An orange-yellow powder is obtained.
  • the infrared spectrum of the resulting polymer P6 is shown in Figure 14.
  • the glass transition temperature (Tg) is 37 ° C.
  • the polymer P6 in its organized state can be implemented as a protonic conductive electrolyte.
  • the polymer P7 is synthesized according to a protocol similar to that presented in example 1, using 11.59 g of poly (dimethylsiloxane) diglycidyl ether (11.83 mmol) in place of the BdO, 2.71 g of ANLi (11 83 mmol) and 15 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A brown powder is obtained.
  • thermogravimetric analysis ATG
  • thermogravimetric analysis ATG
  • the polymer P8 is synthesized according to a protocol similar to that of Example 8 above, using 11.39 g of poly (dimethylsiloxane) diglycidyl ether PDMSDGE (11.62 mmol) in place of BdO, 2.59 g of ANH (11.62 mmol) and 10 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A viscous yellow paste is obtained.
  • the infrared spectrum of the obtained polymer P8 is represented in FIG. 17.
  • the polymer obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG), under argon and with a heating rate of 20 ° C / min.
  • the results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG. 18.
  • the glass transition temperature (Tg) is 24.degree.
  • the polymer P8 in its organized state can be implemented as a protonic conductive electrolyte.
  • the ionic conductivity of the polymer P2 is evaluated by measuring the resistance of two interdigitated gold electrodes (NOVOCONTROL) over a temperature range from 100 ° C to 215 ° C.
  • the polymer powder P2 is deposited so as to cover the device. To ensure good impregnation, the polymer is maintained for 15 min at 150 ° C.
  • the images obtained by polarized optical microscope are represented in FIG. 19. Transition
  • the polymer in its organized state has good ionic conductivity. It can advantageously be used as a solid electrolyte in a lithium battery.
  • the product obtained is solubilized in 20 ml of distilled water and 52 mg (1.23 mmol) of lithium hydroxide hydrate. PH monitoring was performed during lithiation and presented in Figure 22.
  • the product is obtained after evaporation of the solvent and several washings with ethanol.
  • the polymer P9 is synthesized according to a protocol similar to that shown in Example 1, using 100 mg of diglycidyl ether (0.77 mmol) in place of the DGE, 0.176 g of ANLi (0.176 mmol) and 5 ml of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A light brown powder is obtained.
  • thermogravimetric analysis ACG under argon and with a heating rate of 10 ° C./min. The results of the thermogravimetric analysis are shown in Figure 24.
  • Polymer P10 is synthesized according to a protocol similar to that shown in Example 1, using 0.16 ml of 1,4-butanediol diglycidyl ether (0.85 mmol) in place of BdO, 0.2685 g of DiANLi (0). 85 mmol) and 5 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A brown powder is obtained.
  • the infrared spectrum of the obtained polymer P10 is shown in FIG.
  • the powder obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG) under argon and with a heating rate of 10 ° C./min.
  • the results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG.
  • Polymer P10 is synthesized according to a protocol similar to that shown in Example 1, using 2.37 ml of 1,4-butanediol diglycidyl ether (12.25 mmol) instead of BdO, 2.81 g of AN'Li (12.25 mmol) and 15 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A dark brown powder is obtained.
  • the infrared spectrum of the polymer obtained, denoted Pl i, is represented in FIG. 27.
  • thermogravimetric analysis ATG
  • argon argon
  • heating rate 10 ° C./min.
  • FIG. 1 The results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG.
  • the P7 polymer powder is deposited on a microscope glass plate.
  • the sample is placed in a platinum and we observed the state of it at different temperatures.
  • Table 3 shows the transitions observed.
  • the images obtained by polarized optical microscope are represented in FIG.
  • the ionic conductivity of the P polymers was evaluated by measuring the resistance of two aluminum plates of a rheometer over a temperature range of 100 ° C to 215 ° C.

Abstract

The invention relates to a compound comprising at least one entity of formula (I) in which G incorporates a polycyclic group Ar to which at least one anion Ax- is covalently bonded. The invention also relates to the use of at least one compound of formula (I), in the organised state, as a solid electrolyte in an electrochemical system.

Description

ELECTROLYTE SOLIDE POUR GENERATEUR ELECTROCHIMIQUE  SOLID ELECTROLYTE FOR ELECTROCHEMICAL GENERATOR
La présente invention concerne de nouveaux composés pouvant être mis en œuvre comme électrolytes solides.  The present invention relates to novel compounds that can be used as solid electrolytes.
De tels électrolytes peuvent être utilisés dans différents systèmes ou dispositifs électrochimiques, notamment dans des batteries au lithium.  Such electrolytes can be used in various electrochemical systems or devices, especially in lithium batteries.
D'une manière classique, le principe de fonctionnement d'un générateur électrochimique repose sur l'insertion et le retrait, aussi appelé « désinsertion », d'un ion de métal alcalin ou d'un proton, dans et depuis l'électrode positive, et le dépôt ou l'extraction de cet ion, sur et de l'électrode négative.  In a conventional manner, the operating principle of an electrochemical generator is based on the insertion and removal, also called "uninsertion", of an alkali metal ion or a proton, in and from the positive electrode. , and depositing or extracting this ion, on and from the negative electrode.
Les principaux systèmes utilisent Li+ comme espèce ionique de transport de courant. Dans le cas d'un accumulateur au lithium par exemple, l'ion Li+ extrait de la cathode lors de la décharge de la batterie vient se déposer sur l'anode, et inversement, il s'extrait de l'anode pour s'intercaler dans la cathode lors de la charge. The main systems use Li + as an ionic species of current transport. In the case of a lithium battery for example, the Li + ion extracted from the cathode during the discharge of the battery is deposited on the anode, and conversely, it is extracted from the anode for s' intercalate in the cathode during charging.
Le transport du proton ou du cation alcalin ou alcalino-terreux, en particulier du cation lithium, entre la cathode et l'anode, est assuré par un électrolyte conducteur ionique.  The transport of the proton or the alkaline or alkaline earth metal cation, in particular the lithium cation, between the cathode and the anode is provided by an ionic conductive electrolyte.
La formulation de Γ électrolyte utilisé revêt un caractère essentiel pour les performances du système électrochimique, en particulier lorsque celui-ci est utilisé à des températures très basses ou très élevées. La conductivité ionique de l'électrolyte conditionne notamment l'efficacité du système électrochimique étant donné qu'elle intervient sur la mobilité des ions entre les électrodes positive et négative.  The electrolyte formulation used is essential for the performance of the electrochemical system, particularly when it is used at very low or very high temperatures. The ionic conductivity of the electrolyte conditions in particular the efficiency of the electrochemical system since it affects the mobility of the ions between the positive and negative electrodes.
D'autres paramètres interviennent également dans le choix de l'électrolyte mis en œuvre. Il s'agit notamment de sa stabilité thermique, chimique ou électrochimique au sein du système électrochimique, ainsi que des critères économiques, de sécurité et de respect de l'environnement, incluant notamment la toxicité de l'électrolyte.  Other parameters are also involved in the choice of the electrolyte used. These include its thermal, chemical or electrochemical stability in the electrochemical system, as well as economic, safety and environmental criteria, including in particular the toxicity of the electrolyte.
D'une manière générale, les électrolytes des systèmes électrochimiques se présentent sous forme liquide, gélifiée ou solide.  In general, the electrolytes of the electrochemical systems are in liquid, gelled or solid form.
En ce qui concerne les électrolytes sous forme liquide, les électrolytes conventionnels de générateurs électrochimiques avec un cation métallique de l'une des deux premières colonnes du tableau périodique des éléments, par exemple au lithium, sont composés d'un sel de ce cation dissous dans un milieu organique ou aqueux (classiquement dans des solvants carbonates, acétonitrile pour les batteries au lithium), en présence ou non d'additifs. With regard to the electrolytes in liquid form, the conventional electrolytes of electrochemical generators with a metal cation of one of the first two columns of the periodic table of the elements, for example lithium, are composed of a salt of this cation dissolved in an organic or aqueous medium (typically in carbonate solvents, acetonitrile for lithium batteries), in the presence or absence of additives.
Par exemple, les électrolytes conventionnels de supercapacité sont composés d'un sel organique (classiquement un sel de tétraéthylammonium tétrafluoroborate Et4N-BF4) dissous dans de l'acétonitrile. For example, conventional supercapacity electrolytes are composed of an organic salt (typically a tetraethylammonium tetrafluoroborate salt and 4 N-BF 4 ) dissolved in acetonitrile.
Leur utilisation en système complet de stockage électrochimique, par exemple dans une batterie Li-ion, nécessite toutefois d'ajouter un séparateur pour assurer une isolation électrique entre les électrodes positive et négative. Egalement, même si ces électrolytes présentent de bonnes conductivités ioniques, ils posent malheureusement des problèmes de sécurité et de coût dans le cadre de la mise en œuvre de solvants organiques (stabilité thermique faible), et de stabilité électrochimique dans le cadre de la mise en œuvre d'un milieu aqueux.  Their use as a complete electrochemical storage system, for example in a Li-ion battery, however, requires the addition of a separator to ensure electrical isolation between the positive and negative electrodes. Also, even if these electrolytes have good ionic conductivities, they unfortunately pose safety and cost problems in the context of the implementation of organic solvents (low thermal stability), and electrochemical stability in the context of the implementation of of an aqueous medium.
Concernant les électrolytes gélifiés, il s'agit d' électrolytes liquides, par exemple tels que décrits précédemment, emprisonnés dans un polymère « hôte ». Le ou les solvants de l'électrolyte liquide doivent présenter une affinité avec le polymère hôte, ni trop élevée (solubilisation du polymère), ni trop faible (exsudation). Le polymère matriciel doit permettre une incorporation maximale de liquide tout en conservant des propriétés mécaniques pour garantir la séparation physique entre les deux électrodes.  As regards gelled electrolytes, these are liquid electrolytes, for example as described above, trapped in a "host" polymer. The solvent (s) of the liquid electrolyte must have an affinity with the host polymer, neither too high (solubilization of the polymer) nor too low (exudation). The matrix polymer must allow maximum incorporation of liquid while retaining mechanical properties to ensure physical separation between the two electrodes.
Enfin, pour répondre aux problématiques de sécurité liées à la présence du solvant, il a été proposé de mettre en œuvre des électrolytes polymères solides. Ces polymères entrant dans la composition de l'électrolyte doivent présenter de bonnes propriétés de conduction ionique afin de pouvoir être utilisés de façon satisfaisante dans des systèmes générateurs et de stockage électrochimiques.  Finally, to address the safety issues related to the presence of the solvent, it has been proposed to implement solid polymeric electrolytes. These polymers entering the composition of the electrolyte must have good ionic conduction properties in order to be used satisfactorily in electrochemical generation and storage systems.
Il est par exemple connu d'utiliser comme électrolytes polymères ne nécessitant pas l'utilisation d'un séparateur, des poly(oxyéthylène) POE dans lesquels est dissous un sel de métal alcalin ou alcalino -terreux (suivant la chimie des électrodes). Toutefois, ces électrolytes présentent des performances limitées en termes de conductivité ionique liées au mécanisme de transport du cation, dit « assisté » ([1]), et nécessitent une température d'utilisation élevée (60 à 80 °C). Les polymères sont ainsi conducteurs dans un état physique gélifié, à la limite du liquide.  It is for example known to use as polymer electrolytes that do not require the use of a separator, POE poly (oxyethylene) in which is dissolved an alkali metal salt or alkaline-earth (according to the chemistry of the electrodes). However, these electrolytes have limited ionic conductivity performance related to the cation transport mechanism, called "assisted" ([1]), and require a high temperature of use (60 to 80 ° C). The polymers are thus conductive in a gelled physical state, at the limit of the liquid.
On peut également citer comme électrolyte polymère, la membrane électrolytique des systèmes de générateur électrochimique de type pile à combustible à membrane d'échange de protons, classiquement constituée d'un polymère à chaîne principale carbofluorée et porteur de groupements pendants comportant des fonctions acide sulfonique, tel que le Nafïon®. A l'heure actuelle, l'utilisation de ce type de polymères pour la conduction protonique nécessite toutefois de maîtriser le taux d'hydratation de la membrane pour obtenir les performances souhaitées. Ce type de polymère est un polymère semi-cristallin, dont seule la partie amorphe présente des propriétés de conduction, la partie cristalline conférant les propriétés mécaniques nécessaires à son bon fonctionnement en système complet. As electrolyte polymer, the electrolytic membrane of the electrochemical generator systems of the fuel cell type can also be mentioned. membrane proton exchange, conventionally consisting of a polymer main chain and carbofluorée carrier pendant groups containing sulfonic acid functional groups, such as Nafion ®. At present, the use of this type of polymer for proton conduction requires, however, to control the hydration rate of the membrane to obtain the desired performance. This type of polymer is a semi-crystalline polymer, of which only the amorphous part has conductive properties, the crystalline part conferring the mechanical properties necessary for its proper functioning in complete system.
Différentes études ont été menées en vue d'augmenter les performances de conduction ionique des électrolytes polymères.  Various studies have been conducted to increase the ionic conduction performance of polymer electrolytes.
Par exemple, la demande WO 00/05774 décrit des copolymères blocs à microséparation de phases, constitués d'un premier bloc conducteur ionique, par exemple d'oxyde de polyéthylène, et d'un second bloc, non conducteur et non miscible avec le premier bloc pour assurer une micro-séparation de phase, par exemple de type polyalkylacrylate ou polydiméthylsiloxane. Ces électrolytes polymères ne nécessitent pas l'ajout d'un sel additionnel puisqu'un anion (par exemple carboxylate, sulfonate ou phosphate) est immobilisé sur le polymère.  For example, the application WO 00/05774 describes phase microseparation block copolymers consisting of a first ion conductive block, for example polyethylene oxide, and a second block, non-conductive and immiscible with the first block to ensure a micro-phase separation, for example of the polyalkylacrylate or polydimethylsiloxane type. These polymeric electrolytes do not require the addition of an additional salt since an anion (for example carboxylate, sulfonate or phosphate) is immobilized on the polymer.
Il a également été proposé un mélange d'un polystyrène porteur de groupements sulfonyl(trifluorométhylsulfonyl)imide et de POE pour réaliser une membrane d'électrolyte (Meziane et al. Electrochimica Acta, 2011, 57, 14-19). Ces électrolytes polymères présentent malheureusement des conductivités ioniques insuffisantes, de l'ordre de 9,5.10"3 mS/cm à 70 °C. De plus, il n'est pas possible, pour la plupart des domaines d'application actuels, de mettre en œuvre des températures de fonctionnement supérieures à 70 °C. It has also been proposed a mixture of a polystyrene bearing sulfonyl (trifluoromethylsulfonyl) imide and POE groups to produce an electrolyte membrane (Meziane et al., Electrochimica Acta, 2011, 57, 14-19). Unfortunately, these polymer electrolytes have insufficient ionic conductivities, of the order of 9.5 × 10 -3 mS / cm at 70 ° C. In addition, it is not possible for most current application areas to operating temperatures above 70 ° C.
Enfin, on peut encore citer le document FR 2 979 630 qui propose un électrolyte solide de type copolymère di-bloc de type BA ou tri-bloc de type BAB, avec A une chaîne polyoxyéthylène non substituée et B un polymère anionique formé à partir d'un ou plusieurs monomères de type vinylique et dérivés, substitués par un anion sulfonyl(trifluorométhylsulfonyl)imide (TFSI). La conductivité maximale, de l'ordre de 10"2 mS/cm, est obtenue à 60° C avec un polymère comportant 78 % en masse de POE. Finally, it is also possible to cite the document FR 2 979 630 which proposes a solid electrolyte of type B-type triblock copolymer type or BAB type tri-block copolymer, with A an unsubstituted polyoxyethylene chain and B an anionic polymer formed from one or more vinyl-type monomers and derivatives substituted with a sulfonyl (trifluoromethylsulfonyl) imide anion (TFSI). The maximum conductivity, of the order of 10 -2 mS / cm, is obtained at 60 ° C. with a polymer comprising 78% by weight of POE.
Il demeure donc un besoin de disposer d'un électrolyte solide possédant à la fois une conductivité ionique élevée et une bonne tenue mécanique. La présente invention vise précisément à proposer de nouveaux électrolytes solides, conducteurs cationiques ou protoniques, présentant une conductivité ionique et une stabilité électrochimique améliorées. There remains therefore a need for a solid electrolyte having both high ionic conductivity and good mechanical strength. The present invention aims precisely to propose new solid electrolytes, cationic or protonic conductors, having improved ionic conductivity and electrochemical stability.
Plus particulièrement, elle concerne, selon un premier de ses aspects, un composé comprenant au moins une entité de formule (I) :  More particularly, it relates, according to a first aspect, to a compound comprising at least one entity of formula (I):
dans laquelle : in which :
Ax~ est un anion de valence x égale à 1 ou 2, choisi parmi les anions sulfonate, sulfonylimide de type -S02-N~-S02CyF2y+i avec y un entier compris entre 0 et 4 ; borate, borane, phosphate, phosphinate, phosphonate, silicate, carbonate, sulfure, sélénate, nitrate et perchlorate ; A x ~ is an anion of valence x equal to 1 or 2, selected from sulfonate anions, sulfonylimide of type -S0 2 -N ~ -SO 2 C y F 2y + i with y an integer between 0 and 4; borate, borane, phosphate, phosphinate, phosphonate, silicate, carbonate, sulphide, selenate, nitrate and perchlorate;
Cx+ est un contre-cation de l'anion Ax~, choisi parmi le proton H+ et les cations des métaux alcalins et alcalino-terreux ; C x + is a counter-cation of the anion A x ~ , chosen from the proton H + and the cations of the alkaline and alkaline-earth metals;
p est un entier allant de 1 à 10, préférentiellement de 1 à 4 ;  p is an integer ranging from 1 to 10, preferentially from 1 to 4;
- E est un espaceur organique comportant un enchaînement linéaire d'au moins deux liaisons covalentes, en particulier d'au moins trois liaisons covalentes et plus particulièrement d'au moins quatre liaisons covalentes ; E is an organic spacer comprising a linear sequence of at least two covalent bonds, in particular at least three covalent bonds and more particularly at least four covalent bonds;
n est un entier supérieur ou égale à 2, en particulier allant de 2 à 1 800 ; et  n is an integer greater than or equal to 2, in particular ranging from 2 to 1800; and
G représente :  G represents:
(a) un groupe , dans lequel : (a) a group , in which :
0 X représente N, P ou Si-R, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle, 0 X is N, P or Si-R, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group,
0 Ar représente un groupement poly cyclique formé de 2 à 6 cycles dont l'un au moins est aromatique, chaque cycle comprenant, indépendamment les uns des autres, de 4 à 6 chaînons, ledit groupement polycyclique pouvant inclure jusqu'à 18 hétéroatomes, en particulier choisis parmi S, N et O ; 0 Ar is a cyclic poly group possessing 2 to 6 cycles of which at least one is aromatic, each ring comprising, independently of each other, 4 to 6-membered ring, said polycyclic group with up to 18 heteroatoms, in particular selected from S, N and O;
0 -□ représente une liaison avec Γ espaceur E ; et 0 - * représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions Ax~ ; 0 - □ represents a bond with Γ spacer E; and 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ~ ;
*  *
□— X-A □ - X-A
(b) un groupe 1 r-X^ -! n  (b) a group 1 r-X ^ -! not
, dans lequel :  , in which :
0 Xi et X2, identiques ou différents, représentent NR, O ou S, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle ; en particulier Xi et X2 représentent tous les deux NH ou O ; 0 Xi and X 2, identical or different, represent NR, O or S, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group; in particular, X 1 and X 2 are both NH or O;
0 -□ représente une liaison avec l'espaceur E ; et 0 - □ represents a bond with spacer E; and
0 - * représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions Ax~ ; 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ~ ;
0 Ar est tel que défini précédemment ;  0 Ar is as defined previously;
le ou lesdits anions Ax~ étant lié(s) de manière covalente au groupement polycyclique Ar. the said anion (s) A x ~ being covalently bound to the polycyclic group Ar.
Comme illustré dans les exemples qui suivent, les inventeurs ont montré que ces composés sont conducteurs protoniques ou cationiques dans leur état organisé.  As illustrated in the examples which follow, the inventors have shown that these compounds are proton or cationic conductors in their organized state.
Par « état organisé », on entend une organisation, à l'état solide, du composé selon l'invention. Cet état organisé peut encore être qualifié d'état figé ou à mobilité réduite des molécules entre elles. Sans vouloir être lié par la théorie, les groupements polycycliques des composés selon l'invention s'organisent les uns par rapport aux autres pour former des « lamelles » espacées par les chaînes d'espaceur.  By "organized state" is meant an organization, in the solid state, of the compound according to the invention. This organized state can still be described as frozen state or reduced mobility of the molecules between them. Without wishing to be bound by the theory, the polycyclic groups of the compounds according to the invention are organized with respect to one another to form "lamellae" spaced apart by the spacer chains.
Cet état organisé peut être plus précisément caractérisé par spectroscopie des rayons X ou de neutrons, où des pics de Bragg et/ou des pics larges sont observables dans une gamme de vecteur d'onde allant de 10"4 à 6 Â"1. La largeur de ces pics dépend de la taille des cristallites et de la portée des corrélations, des gradients de paramètres de maille, en faisant abstraction de la résolution instrumentale de l'appareil. This organized state may be further characterized by X-ray or neutron spectroscopy, where Bragg peaks and / or wide peaks are observable in a wave vector range of from 10 -4 to 6 A- 1 . The width of these peaks depends on the size of the crystallites and the range of the correlations, the gradients of mesh parameters, ignoring the instrumental resolution of the apparatus.
Des états d'organisation différents sont possibles en fonction de la température d'utilisation. L'état organisé correspond encore à l'état du composé thermodynamiquement le stable à une température donnée inférieure à sa température de fusion ou de décomposition.  Different states of organization are possible depending on the temperature of use. The organized state still corresponds to the state of the thermodynamically stable compound at a given temperature below its melting or decomposition temperature.
Selon un mode de réalisation particulier, l'état organisé peut être un état cristallin des composés selon l'invention.  According to a particular embodiment, the organized state may be a crystalline state of the compounds according to the invention.
Comme détaillé dans la suite du texte, cet état d'organisation peut être obtenu selon des techniques conventionnelles par voie « solvant » (par exemple, par évaporation contrôlée du solvant) ou par voie « fondue » (par exemple, par extrusion). Ainsi, l'invention concerne, selon un autre de ses aspects, l'utilisation d'un composé comprenant au moins une entité de formule (I) tel que défini précédemment, à l'état organisé, à titre d'électrolyte solide dans un système électrochimique. As detailed in the rest of the text, this state of organization can be obtained according to conventional techniques by "solvent" (for example, by controlled evaporation of the solvent) or by "melted" (for example, by extrusion). Thus, according to another of its aspects, the invention relates to the use of a compound comprising at least one entity of formula (I) as defined previously, in the organized state, as solid electrolyte in a electrochemical system.
Elle concerne encore un électrolyte solide comprenant, voire étant formé, d'un ou plusieurs composés comprenant au moins une entité de formule (I) tels que définis précédemment, à l'état organisé.  It also relates to a solid electrolyte comprising, if not formed, one or more compounds comprising at least one entity of formula (I) as defined above, in the organized state.
Par « électrolyte solide », on entend un électrolyte excluant la présence d'un composant sous forme liquide, et faisant office à la fois de séparateur et de conducteur ionique dans un système électrochimique.  By "solid electrolyte" is meant an electrolyte excluding the presence of a component in liquid form, and acting as both separator and ionic conductor in an electrochemical system.
Les composés selon l'invention peuvent être mis en œuvre comme électrolytes solides dans de nombreux systèmes électrochimiques, tels que les générateurs, par exemple les batteries au lithium, les systèmes de conversion électrochimique, par exemple les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC).  The compounds according to the invention can be used as solid electrolytes in many electrochemical systems, such as generators, for example lithium batteries, electrochemical conversion systems, for example proton exchange membrane fuel cells ( PEMFC).
La mise en œuvre des composés selon l'invention comme électrolytes solides s'avère avantageuse à plusieurs titres.  The use of the compounds according to the invention as solid electrolytes proves to be advantageous for several reasons.
Tout d'abord, ces composés étant conducteurs dans un état solide, en particulier un état cristallin, ils présentent une température d'utilisation comme électrolyte solide fortement élargie.  Firstly, since these compounds are conductive in a solid state, in particular a crystalline state, they have a temperature of use as a strongly enlarged solid electrolyte.
Un système électrochimique, par exemple une batterie au lithium, réalisé à partir d'un électrolyte solide selon l'invention, peut ainsi fonctionner sur une large plage de température, de préférence entre - 40 °C et 200 °C, et plus préférentiellement entre - 20 °C et 200 °C.  An electrochemical system, for example a lithium battery, made from a solid electrolyte according to the invention can thus operate over a wide temperature range, preferably between -40 ° C. and 200 ° C., and more preferably between - 20 ° C and 200 ° C.
Par ailleurs, la conductivité ionique d'un électrolyte solide selon l'invention est basée sur un mécanisme de conduction « direct », par « saut » (« hopping » en langue anglaise) des cations Cx+ d'un groupement polycyclique Ar à l'autre, et non sur un mécanisme assisté comme c'est le cas par exemple des électrolytes polymères proposés par Cohen et al. Molecular Transport in Liquids and Glasses, J. Chem. Phys. 31, 1164 (1959). Moreover, the ionic conductivity of a solid electrolyte according to the invention is based on a "direct" conduction mechanism, by "jump"("hopping" in English) of the C x + cations of a polycyclic group Ar other, and not on an assisted mechanism as is the case for example polymer electrolytes proposed by Cohen et al. Molecular Transport in Liquids and Glasses, J. Chem. Phys. 31, 1164 (1959).
Un électrolyte solide selon l'invention conduit ainsi à des performances améliorées en termes de conductivité ionique.  A solid electrolyte according to the invention thus leads to improved performances in terms of ionic conductivity.
D'autre part, comme évoqué précédemment, en plus d'assurer le passage des ions d'une électrode à l'autre, Pélectrolyte solide selon l'invention fait également office de séparateur, permettant d'isoler électroniquement les deux électrodes du système électrochimique. On the other hand, as mentioned above, in addition to ensuring the passage of the ions from one electrode to the other, the solid electrolyte according to the invention also serves as separator, for electronically isolating the two electrodes of the electrochemical system.
Enfin, comme détaillé dans la suite du texte, l'électrolyte solide selon l'invention peut également être incorporé dans la composition d'une électrode composite pour un système électrochimique, par exemple l'électrode positive d'une batterie au lithium.  Finally, as detailed in the rest of the text, the solid electrolyte according to the invention can also be incorporated into the composition of a composite electrode for an electrochemical system, for example the positive electrode of a lithium battery.
D'autres caractéristiques, variantes et avantages des composés et électrolytes solides selon l'invention, de leur préparation et de leur mise en œuvre ressortiront mieux à la lecture de la description, des exemples et figures qui vont suivre, donnés à titre illustratif et non limitatif de l'invention. Other characteristics, variants and advantages of the solid compounds and electrolytes according to the invention, of their preparation and their implementation will emerge more clearly on reading the description, examples and figures which will follow, given for illustrative purposes and not limiting of the invention.
Dans la suite du texte, les expressions « compris entre ... et ... », « allant de ... à ... » et « variant de ... à ... » sont équivalentes et entendent signifier que les bornes sont incluses, sauf mention contraire.  In the remainder of the text, the expressions "between ... and ...", "ranging from ... to ..." and "varying from ... to ..." are equivalent and mean to mean that terminals are included unless otherwise stated.
Sauf indication contraire, l'expression « comportant/comprenant un(e) » doit être comprise comme « comportant/comprenant au moins un(e) ».  Unless otherwise indicated, the expression "comprising / including a" shall be understood as "comprising / including at least one".
COMPOSES DE L'INVENTION COMPOUNDS OF THE INVENTION
Comme évoqué précédemment, les composés selon l'invention comprennent au moins une entité de formule (I) suivante :  As mentioned above, the compounds according to the invention comprise at least one entity of formula (I) below:
dans laquelle : in which :
Ax~ est un anion de valence x égale à 1 ou 2, choisi parmi les anions sulfonate, sulfonylimide de type -S02-N~-S02CyF2y+i y étant un entier compris entre 0 et 4 (par exemple égal à 1) ; borate, borane, phosphate, phosphinate, phosphonate, silicate, carbonate, sulfure, sélénate, nitrate et perchlorate ; A ~ x is an anion of valency x equal to 1 or 2 selected from the sulfonate anion, sulfonylimide type -S0 2 -N ~ -S0 2 CyF 2 y + iy being an integer between 0 and 4 (for example equal at 1); borate, borane, phosphate, phosphinate, phosphonate, silicate, carbonate, sulphide, selenate, nitrate and perchlorate;
Cx+ est un contre-cation de l'anion Ax~, choisi parmi le proton H+ et les cations des métaux alcalins et alcalino-terreux, en particulier la cation Li+ ; C x + is a counter-cation of the anion A x ~ , chosen from the proton H + and the cations of the alkaline and alkaline-earth metals, in particular the Li + cation;
p est un entier allant de 1 à 10, préférentiellement de 1 à 4 et notamment égal à 1 ; E est un espaceur organique comportant un enchaînement linéaire d'au moins deux liaisons covalentes, en particulier d'au moins trois liaisons covalentes et plus particulièrement d'au moins quatre liaisons covalentes ; p is an integer ranging from 1 to 10, preferably from 1 to 4 and in particular equal to 1; E is an organic spacer comprising a linear sequence of at least two covalent bonds, in particular at least three covalent bonds and more particularly at least four covalent bonds;
n est un entier supérieur ou égale à 2, en particulier allant de 2 à 1800 ; et  n is an integer greater than or equal to 2, in particular ranging from 2 to 1800; and
G représente :  G represents:
*  *
Ar Ar
(a) un groupe D D , dans lequel : (a) a group DD , in which:
0 X représente N, P ou Si-R, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle, 0 X is N, P or Si-R, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group,
0 Ar représente un groupement polycychque formé de 2 à 6 cycles dont l'un au moins est aromatique, chaque cycle comprenant, indépendamment les uns des autres, de 4 à 6 chaînons, ledit groupement polycychque pouvant inclure jusqu'à 18 hétéroatomes, en particulier choisis parmi S, N et O ; 0 Ar is polycychque group possessing 2 to 6 cycles of which at least one is aromatic, each ring comprising, independently of each other, 4 to 6-membered ring, said polycychque group with up to 18 heteroatoms, in particular selected from S, N and O;
0 -□ représente une liaison avec Γ espaceur E ; et 0 - □ represents a bond with Γ spacer E; and
0 - * représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions Ax~ ; 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ~ ;
*  *
— X— Ar-X^—□ - X- Ar-X ^ - □
ou (b) un groupe , dans lequel :  or (b) a group, wherein:
0 Xi et X2, identiques ou différents, représentent NR, O ou S, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle ; en particulier Xi et X2 représentent tous les deux NH ou O ; 0 Xi and X 2, identical or different, represent NR, O or S, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group; in particular, X 1 and X 2 are both NH or O;
0 -□ représente une liaison avec Γ espaceur E ; et 0 - □ represents a bond with Γ spacer E; and
0 - * représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions Ax~ ; 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ~ ;
0 Ar est tel que défini précédemment ; 0 Ar is as defined previously;
le ou lesdits anions Ax~ étant lié(s) de manière covalente au groupement polycychque Ar. the said anion (s) A x ~ being covalently bonded to the polycychic group Ar.
Dans le cadre de l'invention, on entend par : In the context of the invention, the following terms mean:
- « Ct-z » où t et z sont des entiers, une chaîne carbonée pouvant avoir de t à z atomes de carbone ; par exemple Ci_4 une chaîne carbonée qui peut avoir de 1 à 4 atomes de carbone ; - « alkyle », un groupe aliphatique saturé, linéaire ou ramifié ; par exemple un groupe Ci_4-alkyle représente une chaîne carbonée de 1 à 4 atomes de carbone, linéaire ou ramifiée, plus particulièrement un méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, tert-butyle ; "C t -z" where t and z are integers, a carbon chain may have from t to z carbon atoms; for example C 1-4 a carbon chain which may have from 1 to 4 carbon atoms; "Alkyl", a saturated, linear or branched aliphatic group; for example a C 1-4 alkyl group represents a carbon chain of 1 to 4 carbon atoms, linear or branched, more particularly methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl;
- « (hétéro)cycle aromatique ou non de 4 à 6 chaînons », un groupe cyclique insaturé, partiellement saturé ou saturé, à 4, 5 ou 6 chaînons, comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, en particulier choisis parmi l'oxygène, le soufre et l'azote. Un cycle aromatique peut être notamment le benzène ;  - "(hetero) aromatic ring or not 4- to 6-membered ring", an unsaturated cyclic group, partially saturated or saturated, with 4, 5 or 6 members, optionally comprising one or more heteroatoms, in particular selected from oxygen, sulfur and nitrogen. An aromatic ring may especially be benzene;
- « groupement polycyclique », un groupement présentant deux ou plusieurs noyaux (cycles) aromatiques, condensés (ortho-condensés ou ortho- et péri-condensés) les uns aux autres, c'est-à-dire présentant, deux à deux, au moins deux carbones en commun.  - "polycyclic group" means a group having two or more aromatic (fused) rings fused (ortho-fused or ortho- and peri-condensed) to each other, that is, presenting, in pairs, at the minus two carbons in common.
En particulier, un groupement polycyclique selon l'invention est formé de deux à six cycles, les cycles comprenant, indépendamment les uns des autres, de 4 à 6 chaînons.  In particular, a polycyclic group according to the invention is formed from two to six rings, the rings comprising, independently of each other, from 4 to 6 members.
Le groupement polycyclique peut inclure un ou plusieurs hétéroatomes. On parle alors de « groupement polyhétéro cyclique ».  The polycyclic group may include one or more heteroatoms. This is called "polyhetero cyclic grouping".
- « métaux alcalins », les éléments chimiques de la première colonne du tableau périodique des éléments, et plus particulièrement choisis parmi le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium, le césium. De préférence, le métal alcalin est le lithium, le sodium ou le potassium, et plus préférentiellement le lithium ;  "Alkali metals", the chemical elements of the first column of the periodic table of the elements, and more particularly chosen from lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium. Preferably, the alkali metal is lithium, sodium or potassium, and more preferably lithium;
- « métaux alcalino -terreux », les éléments chimiques de la deuxième colonne du tableau périodique des éléments, et plus particulièrement choisis parmi le béryllium, le magnésium, le calcium, le strontium, le baryum, le radium. De préférence, le métal alcalino -terreux est le magnésium ou le potassium.  "Alkaline-earth metals", the chemical elements of the second column of the periodic table of the elements, and more particularly chosen from among beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium and radium. Preferably, the alkaline earth metal is magnesium or potassium.
Dans la définition de l'espaceur organique E, il est entendu que l'expression « enchaînement linéaire » s'oppose à un enchaînement dit « cyclique » (par exemple dans une structure benzénique). E comporte ainsi une chaîne linéaire (non cyclique) d'au moins deux liaisons covalentes, par exemple deux liaisons carbone-carbone, en particulier d'au moins trois liaisons covalentes.  In the definition of the organic spacer E, it is understood that the expression "linear sequence" is opposed to a so-called "cyclic" sequence (for example in a benzene structure). E thus comprises a linear (non-cyclic) chain of at least two covalent bonds, for example two carbon-carbon bonds, in particular at least three covalent bonds.
De préférence, n dans la formule (I) précitée peut être compris entre 2 et 1 500, en particulier entre 2 et 300.  Preferably, n in formula (I) above may be between 2 and 1500, in particular between 2 and 300.
Selon un mode de réalisation particulier, le composé de l'invention peut être un (co)polymère comprenant au moins une entité de formule (I) définie ci-dessus. En particulier, un copolymère selon l'invention peut présenter des entités de formule (I) différentes. Il peut s'agir par exemple d'un copolymère à blocs, les blocs se différenciant par la nature du groupement G, de l'espaceur E et/ou de l'anion Ax~. According to a particular embodiment, the compound of the invention may be a (co) polymer comprising at least one entity of formula (I) defined above. In particular, a copolymer according to the invention may have different entities of formula (I). It may be for example a block copolymer, the blocks being differentiated by the nature of the group G, the spacer E and / or the anion A x ~ .
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, les composés selon l'invention sont des polymères comprenant, voire étant formés, des motifs monomériques de formule (F) suivante :  According to a particularly preferred embodiment, the compounds according to the invention are polymers comprising, or even being formed, monomeric units of formula (F) below:
dans laquelle G, E, Ax~, Cx+ et p sont tels que définis précédemment.in which G, E, A x ~ , C x + and p are as defined above.
En particulier, les unités monomériques de formule (F) peuvent représenter représentent plus de 60 %, en particulier plus de 80 % et plus particulièrement plus de 90 %, du poids total des unités monomériques formant le polymère. In particular, the monomeric units of formula (F) may represent represent more than 60%, in particular more than 80% and more particularly more than 90%, of the total weight of the monomeric units forming the polymer.
Selon un mode de réalisation particulier, un polymère selon l'invention est formé uniquement d'unités monomériques de formule (F). Il peut plus particulièrement présenter un degré de polymérisation (n) compris entre 2 et 1 500, en particulier entre 2 et 300.  According to a particular embodiment, a polymer according to the invention is formed solely of monomeric units of formula (F). It may more particularly have a degree of polymerization (n) of between 2 and 1,500, in particular between 2 and 300.
Selon une première variante de réalisation, les groupements polycycliques, Ar, figurent des groupements latéraux de la chaîne principale du composé selon l'invention.  According to a first variant embodiment, the polycyclic groups, Ar, are side groups of the main chain of the compound according to the invention.
Autrement dit, le groupement G dans la formule (I) selon l'invention représente *  In other words, the group G in the formula (I) according to the invention represents
Ar un groupe D D , dans lequel : Ar a group DD , in which:
0 X représente N, P ou Si-R, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle ; de préférence X représente N ; 0 X is N, P or Si-R, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group; preferably X is N;
0 Ar représente un groupement polycyclique formé de 2 à 6 cycles dont l'un au moins est aromatique, chaque cycle comprenant, indépendamment les uns des autres, de 4 à 6 chaînons, ledit groupement polycyclique pouvant inclure jusqu'à 18 hétéroatomes, en particulier choisis parmi S, N et O ; 0 Ar is a polycyclic group possessing 2 to 6 cycles of which at least one is aromatic, each ring comprising, independently of each other, 4 to 6-membered ring, said polycyclic group with up to 18 heteroatoms, in particular selected from S, N and O;
0 -□ représente une liaison avec l'espaceur E ; et 0 - □ represents a bond with spacer E; and
0 - * représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions Ax~ ; le ou lesdits anions Ax~ étant lié(s) de manière covalente au groupement polycyclique Ar. 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ~ ; the said anion (s) A x ~ being covalently bound to the polycyclic group Ar.
En particulier, selon un mode de réalisation particulièrement préféré, les composés selon l'invention sont des polymères comportant, voire étant formés, des motifs monomériques de formule (II) suivante :  In particular, according to a particularly preferred embodiment, the compounds according to the invention are polymers comprising, if not being formed, monomeric units of formula (II) below:
Cx+ C x +
Ar Ar
dans laquelle E, Ar, Ax~, Cx+ et p sont tels que définis précédemment ou décrits plus précisément par la suite. wherein E, Ar, A x ~ , C x + and p are as previously defined or described more precisely below.
Selon une seconde variante de réalisation, les groupements polycycliques, Ar, sont intégrés dans la chaîne principale du composé selon l'invention. According to a second variant embodiment, the polycyclic groups, Ar, are integrated in the main chain of the compound according to the invention.
Autrement dit, le groupement G dans la formule (I) selon l'invention représente *  In other words, the group G in the formula (I) according to the invention represents
— X— Ar-X^—□ - X- Ar-X ^ - □
un groupe , dans lequel : a group, in which:
0 Xi et X2, identiques ou différents, représentent NR, O ou S, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle ; en particulier Xi et X2 représentent tous les deux NH ou O ; 0 Xi and X 2, identical or different, represent NR, O or S, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group; especially Xi and X 2 both represent NH or O;
0 Ar représente un groupement polycyclique formé de 2 à 6 cycles dont l'un au moins est aromatique, chaque cycle comprenant, indépendamment les uns des autres, de 4 à 6 chaînons, ledit groupement polycyclique pouvant inclure jusqu'à 18 hétéroatomes, en particulier choisis parmi S, N et O ; 0 Ar is a polycyclic group possessing 2 to 6 cycles of which at least one is aromatic, each ring comprising, independently of each other, 4 to 6-membered ring, said polycyclic group with up to 18 heteroatoms, in particular selected from S, N and O;
0 -□ représente une liaison avec l'espaceur E ; et 0 - □ represents a bond with spacer E; and
0 - * représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions Ax~ ; 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ~ ;
le ou lesdits anions Ax~ étant lié(s) de manière covalente au groupement polycyclique Ar. the said anion (s) A x ~ being covalently bound to the polycyclic group Ar.
De préférence, Ar est un groupement polycyclique comprenant de 2 à 4 cycles, avec en particulier au moins l'un des cycles étant aromatique. Selon une variante, Ar est un groupement polycyclique aromatique formé de 2 à 6 cycles aromatiques. Preferably, Ar is a polycyclic group comprising from 2 to 4 rings, with in particular at least one of the rings being aromatic. According to a variant, Ar is an aromatic polycyclic group formed from 2 to 6 aromatic rings.
Plus particulièrement, Ar peut présenter l'un des squelettes polycycliques suivants : More particularly, Ar may have one of the following polycyclic skeletons:
Il est entendu que le groupement Ar peut être un groupement polyhétérocyclique présentant l'un des squelettes présentés ci-dessus dans lequel un ou plusieurs atomes de carbone sont remplacés par un ou plusieurs hétéroatomes, notamment choisis parmi S, N et O. It is understood that the Ar group may be a polyheterocyclic group having one of the skeletons presented above in which one or several carbon atoms are replaced by one or more heteroatoms, in particular chosen from S, N and O.
Selon un mode de réalisation particulier, Ar est un groupement bicyclique aromatique, en particulier présentant un squelette aromatique naphtalène.  According to a particular embodiment, Ar is an aromatic bicyclic group, in particular having an aromatic naphthalene backbone.
De préférence, Ar est un groupe naphtalène.  Preferably, Ar is a naphthalene group.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulièrement préféré, les composés selon l'invention sont des polymères comprenant, voire étant formés, des motifs monomériques de formule (III) suivante :  Thus, according to a particularly preferred embodiment, the compounds according to the invention are polymers comprising, or even being formed, monomeric units of formula (III) below:
dans laquelle E, Ax~ et Cx+ sont tels que définis ci-dessus ou détaillés ci-après. wherein E, A x ~ and C x + are as defined above or detailed hereinafter.
Comme indiqué précédemment, E dans la formule (I) précitée (en particulier, dans la formule (Γ), (II) ou (III) précitée) représente un espaceur organique comportant un enchaînement linéaire d'au moins deux liaisons covalentes, en particulier d'au moins trois liaisons covalentes, et plus particulièrement d'au moins quatre liaisons covalentes. As indicated above, E in formula (I) above (in particular, in formula (Γ), (II) or (III) above) represents an organic spacer having a linear sequence of at least two covalent bonds, in particular at least three covalent bonds, and more particularly at least four covalent bonds.
De manière avantageuse, cet espaceur permet d'assurer, lors de la mise en œuvre du composé selon l'invention pour former un électrolyte solide, l'agencement des groupements polycycliques Ar les uns par rapport aux autres pour atteindre un état organisé conducteur protonique ou cationique.  Advantageously, this spacer makes it possible to ensure, during the implementation of the compound according to the invention to form a solid electrolyte, the arrangement of the polycyclic groups Ar with respect to one another to reach an organized proton conductive state or cationic.
Cet espaceur organique peut être de diverses natures.  This organic spacer can be of various natures.
De préférence, l'espaceur organique E est une chaîne aliphatique linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, à au moins deux liaisons covalentes, ladite chaîne étant éventuellement interrompue par un ou plusieurs hétéroatome(s), en particulier S, O ou N, par un ou plusieurs métalloïdes, par exemple du silicium, et/ou par un ou plusieurs (hétéro)cycles, aromatiques ou non, de 4 à 6 chaînons ; ladite chaîne étant éventuellement substituée par un ou plusieurs atomes de fluor et/ou par un ou plusieurs groupes Ri, Ri représentant un groupe choisi parmi un groupe hydroxyle, éventuellement sous forme protonée -0"C+ ; un groupe -NH2 et un groupe oxo. Preferably, the organic spacer E is a linear or branched aliphatic chain, saturated or unsaturated, with at least two covalent bonds, said chain being optionally interrupted by one or more heteroatoms (s), in particular S, O or N, by one or more metalloids, for example silicon, and / or one or more (hetero) rings, aromatic or otherwise, of 4 to 6 members; said chain being optionally substituted by one or more fluorine atoms and / or by one or more R 1 groups, R 1 represents a group chosen from a hydroxyl group, optionally in protonated form -O " C + , an -NH 2 group and an oxo group.
En particulier, Ri est un groupe hydroxyle, éventuellement sous forme protonée -0"C+. In particular, R 1 is a hydroxyl group, optionally in protonated form -O " C + .
Comme illustré dans les exemples qui suivent, les groupes substituants de la chaîne aliphatique, Ri, peuvent notamment résulter des réactions d'addition ou de substitution nucléophile mises en œuvre pour la synthèse du composé selon l'invention.  As illustrated in the examples which follow, the substituent groups of the aliphatic chain, R 1, can in particular result from nucleophilic addition or substitution reactions used for the synthesis of the compound according to the invention.
La mise en œuvre d'une chaîne fluorée permet avantageusement de conférer à l'espaceur une grande souplesse et d'obtenir ainsi des états d'organisation du composé selon l'invention même à très basse température (entre -80 °C et -60 °C par exemple). Par ailleurs, le fluor présente une très bonne stabilité électrochimique.  The implementation of a fluorinated chain advantageously makes it possible to confer on the spacer a great flexibility and thus to obtain states of organization of the compound according to the invention even at very low temperature (between -80 ° C. and -60 ° C. ° C for example). Moreover, fluorine has a very good electrochemical stability.
De préférence, l'espaceur organique E peut représenter une chaîne aliphatique linéaire saturée en C4 à C2o, ladite chaîne étant éventuellement interrompue par un ou plusieurs hétéroatomes, en particulier un ou plusieurs atomes d'oxygène, et/ou par un ou plusieurs cycles aromatiques ou non de 4 à 6 chaînons, en particulier un ou plusieurs cycles benzène, ladite chaîne étant éventuellement substituée par un ou plusieurs groupes hydroxyles, de préférence sous forme protonée -O" C+. Preferably, the organic spacer E may represent a saturated linear aliphatic chain C 4 to C 2 o, said chain being optionally interrupted by one or more heteroatoms, in particular one or more oxygen atoms, and / or by one or more a plurality of aromatic or non-aromatic rings of 4 to 6 members, in particular one or more benzene rings, said chain being optionally substituted with one or more hydroxyl groups, preferably in protonated form -O " C + .
De manière avantageuse, les fonctions hydroxyles de l'espaceur organique E du composé selon l'invention sont protonées (-O" C+), préalablement à sa mise en œuvre comme électrolyte solide, comme détaillé dans la suite du texte, afin que les fonctions pendantes hydroxyles n'immobilisent pas des cations C+ lors du fonctionnement du système électrochimique, ce qui pourrait être préjudiciable à la conductivité ionique de l'électrolyte solide. Ainsi, les cations C+ immobilisés au niveau de l'espaceur ne participent pas au transfert de charge. Advantageously, the hydroxyl functions of the organic spacer E of the compound according to the invention are protonated (-O " C + ), prior to its implementation as solid electrolyte, as detailed in the rest of the text, so that the Hydroxyl pendant functions do not immobilize C + cations during the operation of the electrochemical system, which could be detrimental to the ionic conductivity of the solid electrolyte Thus, C + cations immobilized at the spacer do not participate in the charge transfer.
Dans la formule (I) (en particulier la formule (Γ), (II) ou (III)) précitée, l'anion Ax~ peut être plus particulièrement choisi parmi les anions sulfonate (SO3 ) et trifluorométhylsulfonylimide (TFSI) . In the formula (I) (in particular the formula (Γ), (II) or (III)) above, the anion A x ~ may be more particularly selected from sulfonate anions (SO3) and trifluoromethylsulfonylimide (TFSI).
De préférence, Ax~ est un anion sulfonate. Selon une variante de réalisation de l'invention, Cx représente le proton H . Comme détaillé dans la suite du texte, de tels composés peuvent être avantageusement mis en œuvre à titre d'électrolyte solide dans une batterie au lithium. Preferably, A x ~ is a sulfonate anion. According to an alternative embodiment of the invention, C x represents the proton H. As detailed in the rest of the text, such compounds can be advantageously used as solid electrolyte in a lithium battery.
Selon une autre variante de réalisation de l'invention, Cx+ représente le cation Li+. Comme détaillé dans la suite du texte, de tels composés peuvent être avantageusement mis en œuvre à titre d'électrolyte solide dans une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) ou un électrolyseur basse température. According to another variant embodiment of the invention, C x + represents the Li + cation. As detailed in the rest of the text, such compounds can be advantageously used as solid electrolyte in a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) or a low temperature electrolyser.
Il est entendu que les définitions données ci-dessus pour G, E, n, Ax~ et Cx+ peuvent être combinées, dans la mesure du possible, pour définir d'autres modes de réalisation particuliers. It is understood that the definitions given above for G, E, n, A x ~ and C x + can be combined, as far as possible, to define other particular embodiments.
Ainsi, à titre d'exemple de composés conformes à l'invention, peuvent être plus particulièrement cités les polymères comprenant, en particulier constitués, des motifs monomériques de formule (IV) suivante : Thus, by way of example of compounds in accordance with the invention, may be more particularly mentioned polymers comprising, in particular constituted, monomeric units of formula (IV) below:
dans laquelle E et Cx sont tels que définis selon l'une des définitions présentées ci-dessus. Préparation des composés de l'invention in which E and C x are as defined according to one of the definitions presented above. Preparation of the compounds of the invention
Les composés selon l'invention peuvent être préparés en mettant en œuvre des méthodes de substitution ou d'addition nucléophile connues de l'homme du métier, comme détaillé ci-dessous.  The compounds according to the invention can be prepared by implementing nucleophilic substitution or addition methods known to those skilled in the art, as detailed below.
Selon une première variante de réalisation, les composés de l'invention, pour  According to a first variant embodiment, the compounds of the invention, for
*  *
Ar lesquels G représente (a) un groupe D D peuvent être préparés selon un procédé comprenant au moins la mise en présence d'un composé présentant la structure (a-i) suivante Wherein G represents (a) a DD group may be prepared by a process comprising at least the bringing together of a compound having the following structure (ai)
Cx+ C x +
( Ax" -j— Ar- Nu (A x " -j- Ar- Nu
(a-i)  (have)
où Nu représente une fonction nucléophile difonctionnelle, en particulier une fonction -NH2, -PH2 ou -SiRH2 avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle, where Nu represents a difunctional nucleophilic function, in particular an -NH 2 , -PH 2 or -SiRH 2 function with R representing a hydrogen atom or a C 1-4 alkyl group,
avec un précurseur de l'espaceur E, doté de deux fonctions électrophiles identiques, en particulier choisies parmi les fonctions époxyde, halogène, isocyanate, nitrile, thiocarbonyle et carbonyle, dans des conditions propices à leur interaction selon une réaction de substitution ou d'addition nucléophile.  with a precursor of the spacer E, having two identical electrophilic functions, in particular chosen from epoxide, halogen, isocyanate, nitrile, thiocarbonyl and carbonyl functions, under conditions conducive to their interaction according to a substitution or addition reaction nucleophile.
A titre d'exemple, les polymères selon l'invention présentant des motifs monomériques de formule (II) précitée peuvent être obtenus via une réaction d'addition nucléophile entre un composé de formule  By way of example, the polymers according to the invention having monomeric units of formula (II) above can be obtained via a nucleophilic addition reaction between a compound of formula
Cx+ C x +
( Ax" -Ar-NH2 (A x " -Ar-NH 2
' P  'P
et un précurseur de l'espaceur E, doté de deux fonctions électrophiles identiques, par exemple de fonctions époxydes.  and a precursor of the spacer E, having two identical electrophilic functions, for example epoxide functional groups.
Cette première variante de préparation de composés conformes à l'invention est illustrée dans les exemples qui suivent.  This first variant of preparation of compounds according to the invention is illustrated in the examples which follow.
En alternative, il est également possible d'opérer la réaction de substitution ou d'addition nucléophile entre un composé comprenant le groupement polycyclique porteur d'une fonction électrophile difonctionnelle, par exemple de type anhydride, et un précurseur de l'espaceur E doté de deux fonctions nucléophiles mono fonctionnelles.  Alternatively, it is also possible to perform the substitution or nucleophilic addition reaction between a compound comprising the polycyclic group carrying a difunctional electrophilic function, for example of the anhydride type, and a precursor of the spacer E with two mono-functional nucleophilic functions.
De même, en ce qui concerne les composés de l'invention pour lesquels GSimilarly, with regard to the compounds of the invention for which G
* *
— X— Ar-X^—□ - X- Ar-X ^ - □
représente (b) un groupe , ils peuvent être préparés, selon une variante de réalisation, selon un procédé comprenant au moins une étape de mise en présence d'un composé présentant la structure (b-i) suivante : represents (b) a group, they can be prepared, according to an alternative embodiment, according to a process comprising at least one step of bringing into contact a compound having the following structure (b):
où Nu', identiques ou différents, représentent des fonctions nucléophiles mono fonctionnelles, en particulier choisies parmi les fonctions hydroxyle, thiol ou aminé secondaire,  where Nu ', identical or different, represent mono-functional nucleophilic functions, in particular chosen from hydroxyl, thiol or secondary amine functions,
avec un précurseur de l'espaceur E, doté de deux fonctions électrophiles identiques, en particulier choisies parmi les fonctions époxyde, halogène, isocyanate, nitrile, thiocarbonyle et carbonyle, dans des conditions propices à leur interaction selon une réaction de substitution ou d'addition nucléophile.  with a precursor of the spacer E, having two identical electrophilic functions, in particular chosen from epoxide, halogen, isocyanate, nitrile, thiocarbonyl and carbonyl functions, under conditions conducive to their interaction according to a substitution or addition reaction nucleophile.
En alternative, il est également possible d'opérer la réaction de substitution ou d'addition nucléophile entre un composé comprenant le groupement (poly)cyclique porteur de deux fonctions électrophiles et un précurseur de l'espaceur E doté de deux fonctions nucléophiles mono fonctionnelles, identiques ou différentes, en particulier choisies parmi les fonctions hydroxyle, thiol et aminé secondaire.  Alternatively, it is also possible to perform the substitution or nucleophilic addition reaction between a compound comprising the (poly) cyclic group carrying two electrophilic functions and a precursor of the spacer E having two mono functional nucleophilic functions, identical or different, in particular chosen from hydroxyl, thiol and secondary amine functions.
Bien entendu, il appartient à l'homme du métier d'ajuster les conditions de synthèse pour obtenir les composés selon l'invention.  Of course, it is for the skilled person to adjust the synthesis conditions to obtain the compounds according to the invention.
UTILISATION COMME ELECTROLYTE SOLIDE USE AS SOLID ELECTROLYTE
Les composés selon l'invention peuvent avantageusement être utilisés, dans leur état organisé, comme électrolytes solides, en particulier dans un système électrochimique, notamment dans une batterie au lithium.  The compounds according to the invention can advantageously be used, in their organized state, as solid electrolytes, in particular in an electrochemical system, in particular in a lithium battery.
Préparation de l'électrolyte solide selon l'invention Preparation of the solid electrolyte according to the invention
Comme évoqué précédemment, les composés de formule (I) selon l'invention sont conducteurs protoniques ou cationiques dans leur état organisé.  As mentioned above, the compounds of formula (I) according to the invention are protonic or cationic conductors in their organized state.
L'état organisé est plus particulièrement un état solide. Il peut s'agir en particulier d'un état cristallin.  The organized state is more particularly a solid state. It may be in particular a crystalline state.
L'électrolyte solide formé selon l'invention peut se présenter sous toute forme appropriée, par exemple sous forme d'une feuille, d'un film ou d'une membrane.  The solid electrolyte formed according to the invention can be in any suitable form, for example in the form of a sheet, a film or a membrane.
L'électrolyte solide selon l'invention présente de bonnes propriétés de conductivité ionique. Selon un mode de réalisation, l'électrolyte solide selon l'invention présente une conductivité ionique à 120 °C supérieure ou égale à 10~9 S/cm, en particulier comprise entre 10~8 et 5.10 5 S/cm, notamment entre 10~8 et 10~5 S/cm. The solid electrolyte according to the invention has good properties of ionic conductivity. According to one embodiment, the solid electrolyte according to the invention has an ionic conductivity at 120 ° C. of greater than or equal to 10 ~ 9 S / cm, in particular between 10 ~ 8 and 5 × 10 5 S / cm, in particular between 10 ~ 8 and 10 ~ 5 S / cm.
De préférence, l'électrolyte solide selon l'invention présente une conductivité ionique à 200 °C supérieure ou égale à 10~7 S/cm, en particulier comprise entre 10~7 et 10"3 S/cm. Preferably, the solid electrolyte according to the invention has an ionic conductivity at 200 ° C greater than or equal to 10 ~ 7 S / cm, in particular between 10 ~ 7 and 10 "3 S / cm.
L'électrolyte solide selon l'invention, comprenant un ou plusieurs composés de l'invention décrits précédemment, dans un état organisé, peut être préparé selon des techniques connues, par voie « solvant » (par exemple, par évaporation contrôlée du solvant) ou par voie « fondue » (par exemple, par extrusion).  The solid electrolyte according to the invention, comprising one or more compounds of the invention described above, in an organized state, can be prepared according to known techniques, by "solvent" (for example, by controlled evaporation of the solvent) or by "melted" (for example, by extrusion).
Bien entendu, l'homme du métier est à même d'ajuster la méthode de préparation de l'électrolyte solide au regard du système électrochimique dans lequel il est destiné à être mis en œuvre.  Of course, one skilled in the art is able to adjust the method of preparation of the solid electrolyte with regard to the electrochemical system in which it is intended to be implemented.
Ainsi, selon une première variante de réalisation, l'électrolyte solide selon l'invention peut être obtenu par évaporation contrôlée.  Thus, according to a first variant embodiment, the solid electrolyte according to the invention can be obtained by controlled evaporation.
Plus précisément, un film (ou couche) comprenant au moins un électrolyte solide selon l'invention peut être préparé en surface d'un substrat, selon un procédé comprenant au moins les étapes consistant en :  More specifically, a film (or layer) comprising at least one solid electrolyte according to the invention may be prepared on the surface of a substrate, according to a process comprising at least the steps consisting in:
(al) disposer d'une solution comprenant au moins un composé selon l'invention, dans un solvant polaire ;  (a1) providing a solution comprising at least one compound according to the invention in a polar solvent;
(bl) déposer ladite solution de l'étape (al) en surface dudit substrat ; et (b1) depositing said solution of step (a1) at the surface of said substrate; and
(cl) évaporer le solvant dans des conditions propices à la formation d'un film comprenant au moins un électrolyte solide formé dudit composé de formule (I) dans son état organisé. (cl) evaporating the solvent under conditions conducive to the formation of a film comprising at least one solid electrolyte formed of said compound of formula (I) in its organized state.
Le solvant polaire en étape (al) peut être par exemple le The polar solvent in step (a1) may for example be the
Ν,Ν-diméthylformamide (DMF), le diméthylacétamide (DMAc), les monoalcools notamment le méthanol, l'eau. Ν, Ν-dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), monoalcohols including methanol, water.
L'homme du métier est à même d'ajuster les conditions d'évaporation du solvant pour obtenir l'état organisé souhaité.  Those skilled in the art are able to adjust the evaporation conditions of the solvent to obtain the desired organized state.
Une ou plusieurs étapes ultérieures d'exposition du film, formé après évaporation du solvant, à un champ électrique, magnétique ou à un rayonnement ionisant, en particulier photonique, peuvent être opérées, de manière à favoriser l'obtention de l'état organisé souhaité. One or more subsequent exposure steps of the film, formed after evaporation of the solvent, to an electric field, magnetic field or ionizing radiation, in particular photonic, can be operated, so as to promote the desired organized state.
De préférence, le substrat à la surface duquel est formé le film comprenant l'électrolyte solide selon l'invention présente le moins de défauts de surface possible, afin de permettre l'obtention d'un état organisé optimal, par exemple présentant une bonne cristallinité, du composé selon l'invention assurant une conductivité ionique optimale.  Preferably, the substrate on the surface of which is formed the film comprising the solid electrolyte according to the invention has the least possible surface defects, to allow obtaining an optimal organized state, for example having good crystallinity , the compound according to the invention ensuring optimum ionic conductivity.
Selon encore une autre variante de réalisation, un film d'électrolyte solide selon l'invention, supporté par un substrat ou autosupporté, peut être obtenu par voie fondue, notamment par extrusion. According to yet another alternative embodiment, a solid electrolyte film according to the invention, supported by a substrate or self-supporting, can be obtained by molten route, in particular by extrusion.
Les techniques d'extrusion par voie fondue sont connues de l'homme du métier.  Melt extrusion techniques are known to those skilled in the art.
Plus précisément, le procédé de préparation d'un film d'électrolyte solide peut mettre en œuvre au moins les étapes consistant en :  More specifically, the method for preparing a solid electrolyte film can implement at least the steps consisting in:
(a2) disposer d'une poudre formée d'au moins un composé selon l'invention ; (a2) having a powder formed of at least one compound according to the invention;
(b2) extruder par voie fondue ladite poudre sous forme d'un film d'électrolyte solide formé dudit composé de formule (I) dans son état organisé ; et (b2) melt extruding said powder in the form of a solid electrolyte film formed of said compound of formula (I) in its organized state; and
(c2) épandre ledit film d'électrolyte, éventuellement à la surface d'un substrat. (c2) spreading said electrolyte film, optionally on the surface of a substrate.
De même que précédemment, une ou plusieurs étapes ultérieures d'exposition du film à un champ électrique, magnétique ou à un rayonnement ionisant, en particulier photonique, peuvent être opérées, de manière à favoriser l'obtention de l'état organisé souhaité. As before, one or more subsequent stages of exposure of the film to an electric field, magnetic field or to ionizing radiation, in particular photonic radiation, may be operated, so as to favor obtaining the desired organized state.
Le film comprenant l'électrolyte solide peut présenter une épaisseur comprise entre 5 et 50 μιη, en particulier d'environ 5 μιη.  The film comprising the solid electrolyte may have a thickness of between 5 and 50 μιη, in particular about 5 μιη.
Système électrochimique Electrochemical system
L'électrolyte solide selon l'invention peut être mis en œuvre dans un système électrochimique, par exemple pour une batterie au lithium.  The solid electrolyte according to the invention can be implemented in an electrochemical system, for example for a lithium battery.
La présente invention concerne ainsi, selon encore un autre de ses aspects, un système électrochimique comprenant un électrolyte solide selon l'invention.  The present invention thus relates, according to yet another of its aspects, an electrochemical system comprising a solid electrolyte according to the invention.
Le système électrochimique peut être un système générateur, convertisseur ou de stockage électrochimique. Il peut s'agir plus particulièrement d'une pile à combustible, par exemple une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) ; une batterie primaire ou secondaire, par exemple une batterie au lithium, sodium, magnésium, potassium ou calcium ; un accumulateur lithium-air, lithium- soufre. The electrochemical system can be a generator, converter or electrochemical storage system. It may be more particularly a fuel cell, for example a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC); a primary or secondary battery, for example a lithium, sodium, magnesium, potassium or calcium battery; a lithium-air, lithium-sulfur accumulator.
Selon un mode de réalisation particulier, l'électrolyte solide est mis en œuvre dans une batterie, en particulier une batterie au lithium.  According to a particular embodiment, the solid electrolyte is implemented in a battery, in particular a lithium battery.
Electrolyte séparateur Separator electrolyte
Un système électrochimique selon l'invention comporte, d'une manière générale, au moins une électrode positive et une électrode négative entre lesquelles se trouve un film d'électrolyte solide agissant à la fois comme conducteur ionique et séparateur entre les électrodes positive et négative.  An electrochemical system according to the invention generally comprises at least one positive electrode and one negative electrode, between which there is a solid electrolyte film acting as both an ionic conductor and a separator between the positive and negative electrodes.
On désignera plus simplement, dans la suite du texte, la couche d'électrolyte solide selon l'invention, destinée à faire office de séparateur entre les électrodes positive et négative d'un système électrochimique, par l'expression « électrolyte séparateur ».  In the remainder of the text, the solid electrolyte layer according to the invention, intended to act as a separator between the positive and negative electrodes of an electrochemical system, will be more simply referred to as the "separating electrolyte".
L'électrolyte séparateur peut être formé, selon l'une des méthodes décrites précédemment, à la surface d'un substrat constitué, au moins en partie, d'une électrode du système électrochimique.  The separating electrolyte may be formed, according to one of the methods described above, on the surface of a substrate consisting, at least in part, of an electrode of the electrochemical system.
Le substrat peut être par exemple formé d'un empilement multicouche comprenant au moins un collecteur de courant et une électrode convenant à la réalisation du système électrochimique, par exemple une électrode composite telle que décrite ci- dessous, à la surface de laquelle est formé l'électrolyte séparateur.  The substrate may for example be formed of a multilayer stack comprising at least one current collector and an electrode suitable for producing the electrochemical system, for example a composite electrode as described below, on the surface of which is formed separating electrolyte.
L'électrolyte séparateur selon l'invention peut présenter une épaisseur comprise entre 5 et 50 μιη, en particulier d'environ 5 μιη.  The separating electrolyte according to the invention may have a thickness of between 5 and 50 μιη, in particular of approximately 5 μιη.
L'élaboration du système électrochimique souhaité intégrant l'électrolyte séparateur selon l'invention relève des compétences de l'homme du métier. L'homme du métier est ainsi à même de mettre en œuvre les techniques conventionnelles, notamment pour la formation d'une seconde couche solide destinée à être utilisée comme électrode, à la surface de la couche d'électrolyte solide formée comme décrit précédemment.  The elaboration of the desired electrochemical system integrating the separating electrolyte according to the invention is within the competence of those skilled in the art. Those skilled in the art are thus able to implement conventional techniques, in particular for the formation of a second solid layer intended to be used as an electrode, on the surface of the solid electrolyte layer formed as described previously.
A titre d'exemple, un accumulateur au lithium peut être formé, de manière classique, par deux électrodes, à savoir une électrode positive et une électrode négative. L'électrode positive comprend généralement, en tant que matière électrochimiquement active, des composés lamellaires tels que LiCo02, LiNi02 et mixtes Li(Ni, Co, Mn, A1)02, ou des composés de structure spinelle de compositions proches de LiMn204, des phosphates du lithium, en particulier LiFeP04. For example, a lithium battery can be formed, conventionally, by two electrodes, namely a positive electrode and a negative electrode. The positive electrode generally comprises, as electrochemically active material, lamellar compounds such as LiCoO 2 , LiNiO 2 and mixed Li (Ni, Co, Mn, Al) O 2 , or spinel structure compounds of compositions close to LiMn. 2 0 4, phosphates of lithium, particularly LiFeP0 4.
L'électrode négative comprend généralement, en tant que matière électrochimiquement active, du lithium métal dans le cas des accumulateurs primaires, ou des matériaux d'intercalation tels que le carbone graphite, ou de l'oxyde de titane lithié (Li4Ti50i2) dans le cas des accumulateurs basés sur la technologie lithium-ion. The negative electrode generally comprises, as an electrochemically active material, lithium metal in the case of primary accumulators, or intercalation materials such as graphite carbon, or lithium titanium oxide (Li 4 Ti 5 0i 2 ) in the case of accumulators based on lithium-ion technology.
- des collecteurs de courant, généralement en cuivre pour l'électrode négative, ou en aluminium pour l'électrode positive, qui permettent la circulation des électrons, et donc la conduction électronique, dans le circuit extérieur ; et  current collectors, generally of copper for the negative electrode, or of aluminum for the positive electrode, which allow the circulation of the electrons, and therefore the electronic conduction, in the external circuit; and
- l'électrolyte séparateur selon l'invention où se produit la conduction ionique qui assure le passage des ions lithium d'une électrode à l'autre, et qui joue également le rôle de séparateur, permettant d'empêcher le contact entre les électrodes positive et négative.  the separating electrolyte according to the invention, in which ionic conduction occurs which ensures the passage of lithium ions from one electrode to the other, and which also acts as a separator, making it possible to prevent contact between the positive electrodes; and negative.
Il peut s'agir en particulier d'une batterie lithium métal, comprenant une anode en lithium métallique et une cathode comprenant au moins une matière active d'électrode positive, entre lesquelles se trouve un électrolyte solide selon l'invention. Electrode composite  It may be in particular a lithium metal battery, comprising a lithium metal anode and a cathode comprising at least one positive electrode active material, between which there is a solid electrolyte according to the invention. Composite electrode
Au moins l'une des électrodes du système électrochimique selon l'invention, par exemple l'électrode positive d'une batterie au lithium, peut en outre comprendre un électrolyte solide selon l'invention.  At least one of the electrodes of the electrochemical system according to the invention, for example the positive electrode of a lithium battery, may further comprise a solid electrolyte according to the invention.
Une telle électrode composite permet d'optimiser l'interface électrolyte solide/électrode du système électrochimique, dans la mesure où l'électrolyte de l'invention ne peut pas pénétrer le matériau poreux de l'électrode. Par ailleurs, la mise en œuvre d'un électrolyte solide conforme à l'invention dans la composition de la cathode permet notamment d'empêcher la formation d'un gradient de concentration dans l'épaisseur de la cathode lors du cyclage, et ainsi d'améliorer les performances en puissance de la batterie, ou d'augmenter le grammage de la cathode (c'est-à-dire la quantité de matériau actif d'électrode positive/cm2/face. Ainsi, selon encore un autre de ses aspects, la présente invention concerne une électrode composite comprenant au moins un électrolyte solide selon l'invention. Such a composite electrode makes it possible to optimize the solid electrolyte / electrode interface of the electrochemical system, insofar as the electrolyte of the invention can not penetrate the porous material of the electrode. Moreover, the use of a solid electrolyte according to the invention in the composition of the cathode makes it possible in particular to prevent the formation of a concentration gradient in the thickness of the cathode during cycling, and thus of to improve the power performance of the battery, or to increase the grammage of the cathode (i.e., the amount of positive electrode active material / cm 2 / face. Thus, according to yet another of its aspects, the present invention relates to a composite electrode comprising at least one solid electrolyte according to the invention.
Elle concerne encore un système électrochimique comprenant au moins une telle électrode composite.  It also relates to an electrochemical system comprising at least one such composite electrode.
Dans le cas particulier d'une batterie lithium métal, seule la cathode peut être une électrode composite.  In the particular case of a lithium metal battery, only the cathode can be a composite electrode.
Dans les autres cas de batteries, l'électrode positive et l'électrode négative sont de préférence toutes deux des électrodes composites.  In other battery cases, both the positive electrode and the negative electrode are preferably composite electrodes.
Une électrode composite selon l'invention peut être plus particulièrement formée d'un matériau composite comprenant, en plus de l'électrolyte solide selon l'invention, une ou plusieurs matières actives, un ou plusieurs additifs conducteurs et éventuellement un ou plusieurs liants.  A composite electrode according to the invention may be more particularly formed of a composite material comprising, in addition to the solid electrolyte according to the invention, one or more active substances, one or more conductive additives and optionally one or more binders.
L'électrolyte solide d'une électrode composite selon l'invention peut être obtenu par une technique par « voie solvant ».  The solid electrolyte of a composite electrode according to the invention can be obtained by a "solvent route" technique.
A titre d'exemple, une électrode composite, utilisable par exemple comme électrode positive dans un accumulateur au lithium, peut être formée via les étapes suivantes :  By way of example, a composite electrode that can be used for example as a positive electrode in a lithium battery can be formed via the following steps:
(a) préparation d'une dispersion comprenant, dans un ou plusieurs solvants, un ou plusieurs composés de l'invention ; une ou plusieurs matières actives, un ou plusieurs additifs conducteurs et éventuellement un ou plusieurs liants.  (a) preparing a dispersion comprising, in one or more solvents, one or more compounds of the invention; one or more active substances, one or more conductive additives and optionally one or more binders.
Comme évoqué précédemment, les matières actives pour une électrode composite positive peuvent être choisies parmi des matériaux d'intercalation du lithium tels que des oxydes lamellaires de métaux de transition lithiés, des olivines (LiFeP04), LiMn204, ou des spinelles (par exemple le spinelle LiNio,5Mnii504). As mentioned above, the active materials for a positive composite electrode may be chosen from lithium intercalation materials such as lamellar oxides of lithium transition metals, olivines (LiFePO 4 ), LiMn 2 O 4 , or spinels ( for example spinel LiNi0 5Mni i5 0 4 ).
Les additifs conducteurs électroniques peuvent être choisis par exemple parmi des fibres de carbone, du noir de carbone, des nanotubes de carbone et leurs analogues.  The electronic conductive additives may be chosen for example from carbon fibers, carbon black, carbon nanotubes and their analogues.
Les liants peuvent être choisis parmi des liants fluorés, par exemple le polytétrafluoroéthylène, le polyfluorure de vinylidène (PVDF), les polysaccharides ou les latex notamment de type caoutchouc styrène-butadiène (SBR ou en langue anglaise « styrene-butadiene rubber »).  The binders may be chosen from fluorinated binders, for example polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride (PVDF), polysaccharides or latices, in particular styrene-butadiene rubber (SBR or styrene-butadiene rubber).
La dispersion, plus couramment appelée « encre », peut être homogénéisée avant son étalement, par exemple à l'aide d'une défloculeuse à une vitesse comprise entre 2 et 5 000 rpm avec une géométrie à disque de défloculation. La valeur du gradient de cisaillement peut varier entre 10 et 2 000 s"1. The dispersion, more commonly called "ink", can be homogenized before spreading, for example using a deflocculator at a speed between 2 and 5000 rpm with a deflocculated disk geometry. The value of the shear gradient can vary between 10 and 2000 s -1 .
(b) étalement de la dispersion ainsi préparée à la surface d'un collecteur de courant, par exemple de type aluminium, cuivre, nickel ou fer ; et  (b) spreading the dispersion thus prepared on the surface of a current collector, for example of the aluminum, copper, nickel or iron type; and
(c) évaporation du ou desdits solvant(s) pour former le film d'électrode. (c) evaporating said solvent (s) to form the electrode film.
L'évaporation peut être opérée par séchage, par exemple à l'étuve, à une température comprise entre 50 °C et 120 °C, en particulier d'environ 80 °C, pendant une durée comprise entre 1 heure et 24 heures. The evaporation can be carried out by drying, for example in an oven, at a temperature between 50 ° C and 120 ° C, in particular about 80 ° C, for a period of between 1 hour and 24 hours.
L'électrode composite peut plus particulièrement comprendre de 30 à 60 % en poids d'électrolyte solide selon l'invention, en particulier environ 40 % en poids d'électrolyte solide, par rapport au poids total de l'électrode.  The composite electrode may more particularly comprise from 30 to 60% by weight of solid electrolyte according to the invention, in particular about 40% by weight of solid electrolyte, relative to the total weight of the electrode.
Le reste de l'électrode composite peut être plus particulièrement formé de 80 à 95 % en matière(s) active(s) et de 0 à 1 % d'additif(s) conducteur(s).  The remainder of the composite electrode may be more particularly formed from 80 to 95% of active material (s) and 0 to 1% of additive (s) conductor (s).
L'électrode composite selon l'invention peut présenter une épaisseur comprise entre 20 μιη et 400 μιη, en particulier entre 100 μιη et 250 μιη.  The composite electrode according to the invention may have a thickness of between 20 μιη and 400 μιη, in particular between 100 μιη and 250 μιη.
L'invention concerne encore, selon un autre de ses aspects, un système électrochimique comprenant :  The invention further relates, in another of its aspects, to an electrochemical system comprising:
- un film d'électrolyte solide (électrolyte séparateur) tel que décrit précédemment, faisant office à la fois de conducteur ionique et séparateur entre les électrodes positive et négative, et  a solid electrolyte film (separating electrolyte) as described above, serving as both an ionic conductor and a separator between the positive and negative electrodes, and
- au moins une électrode composite (l'électrode positive et/ou l'électrode négative) telle que décrite précédemment.  at least one composite electrode (the positive electrode and / or the negative electrode) as described above.
L'invention va maintenant être décrite au moyen des exemples et figures suivants, donnés bien entendu à titre illustratif et non limitatif de l'invention. The invention will now be described by means of the following examples and figures, given of course by way of illustration and not limitation of the invention.
FIGURES FIGURES
Figure 1 : Spectre infrarouge du polymère PI conforme à l'invention formé selon l'exemple 1 ;  Figure 1: Infrared spectrum of the polymer PI according to the invention formed according to Example 1;
Figure 2 : Spectre infrarouge du polymère PI lithié conforme à l'invention formé selon l'exemple 2 ; Figure 3 : Diagramme d'analyse thermogravimétrique ATG obtenu pour la poudre de polymère PI lithié formé selon l'exemple 2 ; FIG. 2: Infrared spectrum of the lithiated PI polymer according to the invention formed according to Example 2; FIG. 3: ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the lithiated P1 polymer powder formed according to Example 2;
Figure 4 : Cliché obtenu au microscope optique polarisé du polymère PI lithié à l'état organisé (cristallin), préparé selon l'exemple 2 sur un substrat de silicium ;  FIG. 4: Plate obtained by polarized optical microscope of the organically-lithiated (crystalline) P1 polymer prepared according to Example 2 on a silicon substrate;
Figure 5 : Diagramme DRX obtenu pour le polymère PI lithié à l'état organisé FIG. 5: XRD diagram obtained for the lithiated PI polymer in the organized state
(cristallin), préparé selon l'exemple 2 ; (crystalline) prepared according to Example 2;
Figure 6 : Représentation schématique de la structure TLM et la caractéristique de la résistance totale en fonction de la distance entre les contacts ;  Figure 6: Schematic representation of the TLM structure and the characteristic of the total resistance as a function of the distance between the contacts;
Figure 7 : Spectre infrarouge du polymère P2 conforme à l'invention formé selon l'exemple 4 ;  Figure 7: Infrared spectrum of the polymer P2 according to the invention formed according to Example 4;
Figure 8 : Diagramme d'analyse thermogravimétrique ATG obtenu pour la poudre de polymère P2 formé selon l'exemple 4 ;  FIG. 8: ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the polymer powder P2 formed according to Example 4;
Figure 9 : Spectre infrarouge du polymère P2 lithié conforme à l'invention formé selon l'exemple 5 ;  FIG. 9: Infrared spectrum of the lithiated P2 polymer according to the invention formed according to Example 5;
Figure 10 : cliché obtenu au microscope optique polarisé du polymère P2 lithié à l'état organisé (cristallin), préparé selon l'exemple 5 sur un substrat en cuivre ;  FIG. 10 is a photograph obtained by polarized optical microscope of the crystallized P2 polymer in the (crystalline) organized state, prepared according to example 5 on a copper substrate;
Figure 11 : Diagramme DRX obtenu pour le polymère P2 lithié à l'état organisé (cristallin), préparé selon l'exemple 5 ;  11: DRX diagram obtained for the crystalline P2 polymer in the organized (crystalline) state, prepared according to Example 5;
Figure 12 : Spectre infrarouge du polymère P3 conforme à l'invention formé selon l'exemple 6 ;  12: Infrared spectrum of the polymer P3 according to the invention formed according to Example 6;
Figure 13 : Diagramme d'analyse thermogravimétrique ATG obtenu pour la poudre de polymère P3 formé selon l'exemple 6 ;  FIG. 13: ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the polymer P3 powder formed according to Example 6;
Figure 14 : Spectre infrarouge du polymère P6 conforme à l'invention formé selon l'exemple 10.  14: Infrared spectrum of the polymer P6 according to the invention formed according to Example 10.
Figure 15 : Spectre infrarouge du polymère P7 conforme à l'invention formé selon l'exemple 11.  15: Infrared spectrum of the polymer P7 according to the invention formed according to Example 11.
Figure 16 : Diagramme d'analyse thermogravimétrique ATG obtenu pour la poudre de polymère P7 formé selon l'exemple 11 ;  FIG. 16: ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the P7 polymer powder formed according to Example 11;
Figure 17 : Spectre infrarouge du polymère P8 conforme à l'invention formé selon l'exemple 12 ;  17: Infrared spectrum of the polymer P8 according to the invention formed according to Example 12;
Figure 18 : Diagramme d'analyse thermogravimétrique ATG obtenu pour la poudre de polymère P8 formé selon l'exemple 12 ; Figure 19 : Conductivité du polymère P2 obtenu en fonction de la température formé selon l'exemple 4 ; FIG. 18: ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the P8 polymer powder formed according to Example 12; Figure 19: Conductivity of the polymer P2 obtained as a function of the temperature formed according to Example 4;
Figure 20 : Spectre infrarouge de Pro-ANTFSA conforme à l'invention formé selon l'exemple 13-étape 3.  Figure 20: Infrared spectrum of Pro-ANTFSA according to the invention formed according to Example 13-Step 3.
Figure 21 : Suivi de l'évolution du pH en fonction de la quantité molaire de Figure 21: Monitoring of the evolution of the pH according to the molar quantity of
L1OH.H2O de l'exemple 13-étape 4. L1OH.H 2 O of Example 13-Step 4.
Figure 22 : Spectre infrarouge du polymère P9 conforme à l'invention formé selon l'exemple 15.  FIG. 22: Infrared spectrum of the polymer P9 according to the invention formed according to Example 15.
Figure 23 : Diagramme d'analyse thermogravimétrique ATG obtenu pour la poudre de polymère P9 formé selon l'exemple 15 ;  FIG. 23: ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the P9 polymer powder formed according to Example 15;
Figure 24 : Spectre infrarouge du polymère P10 conforme à l'invention formé selon l'exemple 16.  FIG. 24: Infrared spectrum of the polymer P10 according to the invention formed according to Example 16.
Figure 25 : Diagramme d'analyse thermogravimétrique ATG obtenu pour la poudre de polymère P10 formé selon l'exemple 16 ;  FIG. 25: ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the P10 polymer powder formed according to Example 16;
Figure 26 : Spectre infrarouge du polymère Pl i conforme à l'invention formé selon l'exemple 17.  FIG. 26: Infrared spectrum of the polymer P 1 according to the invention formed according to Example 17.
Figure 27 : Diagramme d'analyse thermogravimétrique ATG obtenu pour la poudre de polymère Pl i formé selon l'exemple 17 ;  FIG. 27: ATG thermogravimetric analysis diagram obtained for the polymer powder P 1 formed according to Example 17;
Figure 28 : Conductivité ionique des polymères P2, P7, P9, P 10 et PI 1 obtenu en fonction de la température sous les plans d'un rhéomètre.  Figure 28: Ionic conductivity of the polymers P2, P7, P9, P 10 and PI 1 obtained as a function of the temperature under the planes of a rheometer.
EXEMPLES EXEMPLE 1 EXAMPLES EXAMPLE 1
Préparation d'un polymère PI conforme à l'invention à partir du 4-amino-l- naphtalènesulfonate de lithium et du butadiène diépoxide  Preparation of a PI polymer according to the invention from lithium 4-amino-l-naphthalenesulphonate and butadiene diepoxide
Synthèse du 4-amino-l-naphtalènesulfonate de lithium (ANLi) 1,340 g d'acide 4-amino-l-naphtalènesulfonique (ANH) et 0,210 g d'hydroxyde de lithium monohydrate (LiOH, H20) sont ajoutés dans 20 mL d'eau distillée. Le milieu réactionnel est agité pendant 1 nuit à température ambiante. L'excès d'ANH est éliminé par fïltration. Le filtrat est ensuite concentré par évaporation du solvant sous pression réduite. Après deux lavages à l'éthanol, on obtient une poudre rose. Des monocristaux ont été obtenus grâce à une cristallisation dans l'eau. Synthesis of lithium 4-amino-1-naphthalenesulphonate (ANLi) 1.340 g of 4-amino-1-naphthalenesulfonic acid (ANH) and 0.210 g of lithium hydroxide monohydrate (LiOH, H 2 O) are added in 20 ml of distilled water. The reaction medium is stirred for 1 night at room temperature. The excess of ANH is removed by filtration. The filtrate is then concentrated by evaporation of the solvent under reduced pressure. After two washings with ethanol, a pink powder is obtained. Monocrystals were obtained by crystallization in water.
L'analyse par diffraction aux rayons X (DRX) montre que l'ANLi cristallise dans une maille monoclinique (paramètres de maille : a=12,14 Â, b=9,67 Â, c= 11,94 Â et <x= 90°, β=115,93°, γ=90°).  X-ray diffraction analysis (XRD) shows that the ANLi crystallizes in a monoclinic mesh (mesh parameters: a = 12.14 Å, b = 9.67 Å, c = 11.94 Å and <x = 90 °, β = 115.93 °, γ = 90 °).
RMN 1H (400 MHz ; DMSO-d6 ; 300 K) : δ ppm 7,89 (dd, 1H); 7,18 (dd, 1H); 6,83 (d, 1H); 6,52 (m, 2H); 5,68 (d, 1H); 4,96 (s, 2H). 1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6, 300 K): δ ppm 7.89 (dd, 1H); 7.18 (dd, 1H); 6.83 (d, 1H); 6.52 (m, 2H); 5.68 (d, 1H); 4.96 (s, 2H).
RMN 13C (400 MHz ; DMSO-d6 ; 300 K) : δ ppm 146,11 ; 132,34 ; 130,61 ; 128,10 ; 126,45 ; 125,33 ; 123,56 ; 122,94 ; 122,26 ; 105,17. 13 C NMR (400 MHz, DMSO-d6, 300 K): δ ppm 146.11; 132.34; 130.61; 128.10; 126.45; 125.33; 123.56; 122.94; 122.26; 105.17.
RMN 7Li (400 MHz ; D20 ; δ ppm 0,157 NMR 7 Li (400 MHz; D 2 0; δ ppm 0.157
Synthèse du polymère Synthesis of the polymer
2,96 g d'ANLi (12,93 mmol) préparé précédemment, 0,77 mL de butadiène diépoxide "BdO" (12,93 mmol) et 10 mL de diméthylformamide DMF sont placés dans un ballon tricol équipé d'un réfrigérant et d'un barreau aimanté. Le mélange réactionnel est maintenu sous agitation et chauffé à 55 °C sous atmosphère inerte (balayage par un flux d'argon) pendant une nuit. Le mélange réactionnel est alors chauffé à 100 °C pour terminer la polymérisation.  2.96 g of ANLi (12.93 mmol) prepared above, 0.77 ml of butadiene diepoxide "BdO" (12.93 mmol) and 10 ml of dimethylformamide DMF are placed in a three-necked flask equipped with a condenser and of a magnetized bar. The reaction mixture is stirred and heated at 55 ° C under an inert atmosphere (flushing with argon) overnight. The reaction mixture is then heated to 100 ° C to complete the polymerization.
En fin de réaction, le solvant est évaporé sous pression réduite, et une poudre jaune pâle et stable est obtenue.  At the end of the reaction, the solvent is evaporated under reduced pressure and a pale, stable yellow powder is obtained.
Le spectre infrarouge du polymère obtenu, noté PI, est représenté en figure 1. EXEMPLE 2 The infrared spectrum of the polymer obtained, noted PI, is represented in FIG. EXAMPLE 2
Préparation d'un film de polymère PI lithié dans son état organisé Preparation of a lithiated PI polymer film in its organized state
Lithiation du polymère PI Lithium polymer PI
On ajoute en fin de réaction lors de la synthèse du polymère PI telle que décrite en exemple 1, 0,82 g d'hydrure de lithium LiH (103,44 mmol), soit quatre équivalents par rapport aux fonctions hydroxyles présentes. L'ensemble est maintenu à 70 °C pendant environ 4 heures. L'agent de lithiation en excès est neutralisé par un ajout progressif de 1 mL d'éthanol. Le solvant est éliminé sous pression réduite pour obtenir une poudre jaune.  At the end of the reaction, during the synthesis of the polymer P1 as described in Example 1, 0.82 g of lithium hydride LiH (103.44 mmol) is added, ie four equivalents relative to the hydroxyl functions present. The whole is maintained at 70 ° C for about 4 hours. The excess lithiation agent is neutralized by a gradual addition of 1 mL of ethanol. The solvent is removed under reduced pressure to obtain a yellow powder.
Le spectre infrarouge du polymère PI lithié obtenu est représenté en figure 2. The infrared spectrum of the lithiated PI polymer obtained is represented in FIG.
La poudre obtenue a également été caractérisée par analyse thermogravimétrique (ATG) sous argon et avec une vitesse de chauffage de 20 °C/min. Les résultats de l'analyse thermogravimétrique sont représentés en figure 3. The powder obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG) under argon and with a heating rate of 20 ° C / min. The results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG.
Préparation d'un film de polymère conducteur dans son état organiséPreparation of a conductive polymer film in its organized state
Une solution du polymère PI lithié dans le méthanol de concentration de 100 mg/mL est préparée. A solution of the 100 mg / mL methanol-lithiated PI polymer is prepared.
Le dépôt est réalisé sur différents substrats (inox, polyimide (Kapton®), silicium, verre), et recouvert d'un cristallisoir. The deposit is made on different substrates (stainless steel, polyimide (Kapton ® ), silicon, glass), and covered with a crystallizer.
Un film du polymère conducteur dans un état organisé (critallin) est obtenu après une nuit.  A film of the conductive polymer in an organized state (critallin) is obtained after one night.
Cette organisation est observable par microscopie optique polarisée. La figure 4 représente par exemple le cliché obtenu par microscopie du film d'électrolyte formé en surface du silicium. L'analyse par diffraction aux rayons X (DRX) (diffractogramme des rayons X représenté en figure 5) montre que le polymère à l'état organisé a cristallisé dans une maille orthorhombique (paramètres de maille : a=6,49 Â, b=10,01 Â et c=4,85 Â). This organization is observable by polarized optical microscopy. FIG. 4 represents, for example, the microscopy obtained by microscopy of the electrolyte film formed on the silicon surface. X-ray diffraction (XRD) analysis (X-ray diffractogram shown in FIG. 5) shows that the polymer in the organized state crystallized in an orthorhombic mesh (mesh parameters: a = 6.49 Å, b = 10.01 Å and c = 4.85 Å).
EXEMPLE 3 EXAMPLE 3
Mesure de la conductivité ionique du polymère PI lithié  Measurement of the ionic conductivity of lithiated PI polymer
La conductivité ionique du polymère PI lithié préparé selon l'exemple 2 est évaluée par mesure de la résistance des contacts selon la méthode TLM (pour « Transmission Line Method » en langue anglaise).  The ionic conductivity of the lithiated PI polymer prepared according to Example 2 is evaluated by measuring the contact resistance according to the TLM (Transmission Line Method) method.
Des dépôts de polymère préparé selon l'exemple 2 dans un état organisé (cristallin) et dans des états amorphe et semi-cristallin, sont réalisés sur le dispositif de mesure de conductivité ionique TLM.  Polymer deposits prepared according to Example 2 in an organized (crystalline) state and in amorphous and semi-crystalline states are made on the ionic conductivity measuring device TLM.
La figure 6 représente schématiquement la structure TLM et la caractéristique de la résistance totale en fonction de la distance entre les contacts. La méthode standard consiste à déposer sur un échantillon rectangulaire plusieurs contacts (A, B, C et D) en forme de lignes parallèles. La distance entre les contacts est différente afin de créer une échelle de résistance. Dans le cas d'un matériau homogène, la résistance réalisée varie linéairement en fonction de la distance entre deux contacts de mesure, et il est alors possible d'en extraire la valeur à l'origine qui représente la somme des résistances des deux contacts.  Figure 6 shows schematically the structure TLM and the characteristic of the total resistance as a function of the distance between the contacts. The standard method is to deposit on a rectangular sample several contacts (A, B, C and D) in the form of parallel lines. The distance between the contacts is different in order to create a resistance scale. In the case of a homogeneous material, the resistance achieved varies linearly as a function of the distance between two measurement contacts, and it is then possible to extract the value at the origin which represents the sum of the resistances of the two contacts.
Les conductivités ioniques obtenues pour les différents dépôts sont présentées dans le tableau 1 suivant, sachant que l'électrolyte n'était pas anhydre.  The ionic conductivities obtained for the different deposits are presented in Table 1 below, knowing that the electrolyte was not anhydrous.
Tableau 1  Table 1
Le polymère dans son état organisé cristallin et hydraté présente une bonne conductivité ionique. Il peut avantageusement être utilisé à titre d'électrolyte solide dans une batterie au lithium avec un couple électrochimique choisi de telle façon que les deux matériaux soient dans la zone de stabilité électrochimique de l'eau. EXEMPLE 4 The polymer in its crystalline and hydrated organized state has good ionic conductivity. It can advantageously be used as a solid electrolyte in a lithium battery with an electrochemical couple chosen so that the two materials are in the zone of electrochemical stability of the water. EXAMPLE 4
Préparation d'un polymère P2 conforme à l'invention à partir du 4-amino-l- naphtalènesulfonate de lithium (ANLi) et du 1 ,4-butanediol diglycidyl éther (BDGE)  Preparation of a polymer P2 according to the invention from lithium 4-amino-1-naphthalenesulphonate (ANLi) and 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDGE)
Le polymère P2 est synthétisé selon un protocole similaire à celui présenté en exemple 1, en utilisant 2,38 mL de 1,4-butanediol diglycidyl éther (12,93 mmol) à la place du BdO, 2,96 g d'ANLi (12,93 mmol) et 10 mL de DMF. La température est fixée à 70 °C en début de réaction. On obtient une poudre jaune orangé. La température de transition vitreuse (Tg) est de 84 °C.  The polymer P2 is synthesized according to a protocol similar to that presented in example 1, using 2.38 ml of 1,4-butanediol diglycidyl ether (12.93 mmol) instead of the BdO, 2.96 g of ANLi ( 12.93 mmol) and 10 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. An orange-yellow powder is obtained. The glass transition temperature (Tg) is 84 ° C.
Le spectre infrarouge du polymère obtenu P2 est représenté en figure 7.  The infrared spectrum of the obtained polymer P2 is represented in FIG.
La poudre obtenue a également été caractérisée par analyse thermogravimétrique (ATG), sous argon et avec une vitesse de chauffage de 20 °C/min. Les résultats de l'analyse thermogravimétrique sont représentés en figure 8.  The powder obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG) under argon and with a heating rate of 20 ° C / min. The results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG.
EXEMPLE 5 EXAMPLE 5
Préparation d'un film de polymère P2 lithié dans son état organisé Preparation of a lithiated P2 polymer film in its organized state
Lithiation du polymère P2 Lithium polymer P2
Les fonctions hydroxyles du polymère P2 préparé en exemple 4 sont lithiées protocole similaire à celui de l'exemple 2, en ajoutant en fin de réaction lors de la synthèse du polymère P2, 0,82 g d'hydrure de lithium LiH (103,44 mmol), soit quatre équivalents par rapport aux fonctions hydroxyles présentes. L'ensemble est maintenu à 70 °C pendant environ quatre heures. Le LiH en excès est neutralisé par un ajout progressif de 1 mL d'éthanol. Le solvant est éliminé sous pression réduite pour obtenir une poudre jaune. The hydroxyl functions of the polymer P2 prepared in Example 4 are lithiated, a protocol similar to that of Example 2, adding at the end of the reaction at the end of the reaction. synthesis of the polymer P2, 0.82 g of lithium hydride LiH (103.44 mmol), ie four equivalents relative to the hydroxyl functions present. The whole is maintained at 70 ° C for about four hours. The excess LiH is neutralized by a gradual addition of 1 mL of ethanol. The solvent is removed under reduced pressure to obtain a yellow powder.
Le spectre infrarouge du polymère P2 lithié obtenu est représenté en figure 9.  The infrared spectrum of the lithiated P2 polymer obtained is represented in FIG. 9.
Préparation d'un film de polymère conducteur dans son état organiséPreparation of a conductive polymer film in its organized state
Une solution du polymère P2 lithié dans le méthanol de concentration de 100 mg/mL est préparée. A solution of the metallized P2 polymer in methanol of concentration of 100 mg / mL is prepared.
Le dépôt est réalisé sur différents substrats (inox, polyimide (Kapton®), silicium, verre), et recouvert d'un cristallisoir. The deposit is made on different substrates (stainless steel, polyimide (Kapton ® ), silicon, glass), and covered with a crystallizer.
Un film du polymère conducteur, dans un état organisé (cristallin) est obtenu après une nuit.  A film of the conductive polymer in an organized (crystalline) state is obtained after one night.
Cette organisation est observable par microscopie optique polarisée. This organization is observable by polarized optical microscopy.
La figure 10 représente par exemple le cliché obtenu par microscopie du film d'électrolyte formé en surface d'un substrat en cuivre. FIG. 10 represents, for example, the microscopy obtained by microscopy of the electrolyte film formed on the surface of a copper substrate.
L'analyse par diffraction aux rayons X (DRX) (diffractogramme des rayons X représenté en figure 11) montre que le polymère à l'état organisé a cristallisé dans une maille orthorhombique.  X-ray diffraction (XRD) analysis (X-ray diffractogram shown in Figure 11) shows that the polymer in the organized state crystallized in an orthorhombic mesh.
EXEMPLE 6 EXAMPLE 6
Préparation d'un polymère P3 conforme à l'invention à partir du 4-amino-l- naphtalènesulfonate de lithium (ANLi) et du résorcinol diglycidyl éther (RDGE)  Preparation of a polymer P3 according to the invention from lithium 4-amino-1-naphthalenesulphonate (ANLi) and resorcinol diglycidyl ether (RDGE)
Le polymère P3 est synthétisé selon un protocole similaire à celui présenté en exemple 1, en utilisant 2,87 g de résorcinol diglycidyl éther (12,93 mmol) à la place du BdO, 2,96 g d'ANLi (12,93 mmol) et 10 mL de DMF. La température est fixée à 70 °C en début de réaction. On obtient une poudre jaune orangé. La température de transition vitreuse (Tg) est de 136 °C. The polymer P3 is synthesized according to a protocol similar to that presented in Example 1, using 2.87 g of resorcinol diglycidyl ether (12.93 mmol) instead of BdO, 2.96 g of ANLi (12.93 mmol). ) and 10 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. An orange-yellow powder is obtained. The glass transition temperature (Tg) is 136 ° C.
Le spectre infrarouge du polymère obtenu P3 est représenté en figure 12.  The infrared spectrum of the obtained polymer P3 is shown in FIG.
La poudre obtenue a également été caractérisée par analyse thermogravimétrique (ATG), sous argon et avec une vitesse de chauffage de 20 °C/min. Les résultats de l'analyse thermogravimétrique sont représentés en figure 13.  The powder obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG) under argon and with a heating rate of 20 ° C / min. The results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG.
EXEMPLE 7 EXAMPLE 7
Préparation d'un film de polymère P3 lithié dans son état organisé Preparation of a lithiated P3 polymer film in its organized state
Lithiation du polymère P3 Lithium polymer P3
Les fonctions hydroxyles du polymère P3 préparé en exemple 6 sont lithiées selon un protocole similaire à celui de l'exemple 2, en ajoutant en fin de réaction lors de la synthèse du polymère P3, 0,82 g d'hydrure de lithium LiH (103,44 mmol), soit quatre équivalents par rapport aux fonctions hydroxyles présentes. L'ensemble est maintenu à 70 °C pendant environ quatre heures. Le LiH en excès est neutralisé par un ajout progressif de 1 mL d'éthanol. Le solvant est éliminé sous pression réduite pour obtenir une poudre jaune.  The hydroxyl functions of the polymer P3 prepared in Example 6 are lithiated according to a protocol similar to that of Example 2, adding at the end of the reaction during the synthesis of the polymer P3, 0.82 g of lithium hydride LiH (103 44 mmol), ie four equivalents relative to the hydroxyl functions present. The whole is maintained at 70 ° C for about four hours. The excess LiH is neutralized by a gradual addition of 1 mL of ethanol. The solvent is removed under reduced pressure to obtain a yellow powder.
Préparation d'un film du polymère P3 conducteur dans son état organisé Preparation of a conductive polymer P3 film in its organized state
Une solution du polymère P3 lithié dans le méthanol de concentration de 100 mg/mL est préparée. Le dépôt est réalisé sur différents substrats (inox, polyimide (Kapton ), silicium, verre), et recouvert d'un cristallisoir. A solution of the polymerized P3 polymer in methanol concentration of 100 mg / mL is prepared. The deposit is made on different substrates (stainless steel, polyimide (Kapton), silicon, glass), and covered with a crystallizer.
Un film du polymère conducteur, dans un état organisé (cristallin), est obtenu après une nuit et est observable par microscopie optique polarisée.  A film of the conductive polymer, in an organized (crystalline) state, is obtained after one night and is observable by polarized light microscopy.
EXEMPLE 8 EXAMPLE 8
Préparation d'un polymère P4 conforme à l'invention à partir de l'acide 4-amino-l-naphtalènesulfonique et du butadiène diépoxide  Preparation of a polymer P4 according to the invention starting from 4-amino-1-naphthalenesulphonic acid and butadiene diepoxide
2,89 g d'acide 4-amino-l-naphtalènesulfonique ANH (12,93 mmol), 0,77 mL de butadiène diépoxide BdO (12,93 mmol) et 10 mL de diméthylformamide DMF sont placés dans un ballon tricol équipé d'un réfrigérant et d'un barreau aimanté. Le mélange réactionnel est maintenu sous agitation et chauffé à 55 °C sous atmosphère inerte (balayage par un flux d'argon) jusqu'à l'obtention d'un mélange homogène. Le mélange réactionnel est alors chauffé à 100 °C pour terminer la polymérisation. En fin de réaction, le solvant est évaporé sous pression réduite, et une poudre jaune pâle et stable est obtenue.  2.89 g of 4-amino-1-naphthalenesulfonic acid ANH (12.93 mmol), 0.77 ml of butadiene diepoxide BdO (12.93 mmol) and 10 ml of dimethylformamide DMF are placed in a three-necked flask equipped with a refrigerant and a magnetized bar. The reaction mixture is stirred and heated at 55 ° C. under an inert atmosphere (flushing with an argon stream) until a homogeneous mixture is obtained. The reaction mixture is then heated to 100 ° C to complete the polymerization. At the end of the reaction, the solvent is evaporated under reduced pressure and a pale, stable yellow powder is obtained.
Le polymère P4 dans son état organisé peut être mis en œuvre comme électrolyte conducteur protonique, par exemple dans une pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) ou un électrolyseur basse température. The polymer P4 in its organized state can be implemented as a proton conductive electrolyte, for example in a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) or a low temperature electrolyser.
EXEMPLE 9 EXAMPLE 9
Préparation d'un polymère P5 conforme à l'invention à partir de l'acide 4-amino-l-naphtalènesulfonique et du 1 ,4-butanediol diglycidyl éther (BDGE)  Preparation of a polymer P5 according to the invention starting from 4-amino-1-naphthalenesulphonic acid and 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDGE)
Le polymère P5 est synthétisé selon un protocole similaire à celui de l'exemple 8 précédent, en utilisant 2,38 mL de 1,4-butanediol diglycidyl éther BDGE (12,93 mmol) à la place du BdO, 2,89 g d'ANH (12,93 mmol) et 10 mL de DMF. La température est fixée à 70 °C en début de réaction. On obtient une poudre jaune orangé.  The polymer P5 is synthesized according to a protocol similar to that of Example 8 above, using 2.38 ml of 1,4-butanediol diglycidyl ether BDGE (12.93 mmol) in place of the BdO, 2.89 g of ANH (12.93 mmol) and 10 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. An orange-yellow powder is obtained.
Le polymère P5 dans son état organisé peut être mis en œuvre comme électrolyte conducteur protonique.  The polymer P5 in its organized state can be implemented as a protonic conductive electrolyte.
EXEMPLE 10 EXAMPLE 10
Préparation d'un polymère P6 conforme à l'invention à partir de l'acide 4-amino-l-naphtalènesulfonique et du résorcinol diglycidyl éther (RDGE)  Preparation of a polymer P6 according to the invention starting from 4-amino-1-naphthalenesulphonic acid and resorcinol diglycidyl ether (RDGE)
Le polymère P6 est synthétisé selon un protocole similaire à celui de l'exemple 8 précédent, en utilisant 2,87 g de résorcinol diglycidyl éther RDGE (12,93 mmol) à la place du BdO, 2,89 g d'ANH (12,93 mmol) et 10 mL de DMF. La température est fixée à 70 °C en début de réaction. On obtient une poudre jaune orangé. The polymer P6 is synthesized according to a protocol similar to that of Example 8 above, using 2.87 g of resorcinol diglycidyl ether RDGE (12.93 mmol) in place of BdO, 2.89 g of ANH (12.93 mmol). 93 mmol) and 10 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. An orange-yellow powder is obtained.
Le spectre infrarouge du polymère obtenu P6 est représenté en figure 14. La température de transition vitreuse (Tg) est de 37 °C.  The infrared spectrum of the resulting polymer P6 is shown in Figure 14. The glass transition temperature (Tg) is 37 ° C.
Le polymère P6 dans son état organisé peut être mis en œuvre comme électrolyte conducteur protonique. EXEMPLE 11  The polymer P6 in its organized state can be implemented as a protonic conductive electrolyte. EXAMPLE 11
Préparation d'un polymère P7 conforme à l'invention à partir du 4-amino-l-naphtalènesulfonate de lithium (ANLi) et du poly(diméthylsiloxane) diglycidyl éther (PDMSDGE)  Preparation of a polymer P7 according to the invention from lithium 4-amino-1-naphthalenesulphonate (ANLi) and poly (dimethylsiloxane) diglycidyl ether (PDMSDGE)
Le polymère P7 est synthétisé selon un protocole similaire à celui présenté en exemple 1, en utilisant 11,59 g de poly(dimethylsiloxane) diglycidyl éther (11,83 mmol) à la place du BdO, 2,71 g d'ANLi (11,83 mmol) et 15 mL de DMF. La température est fixée à 70 °C en début de réaction. On obtient une poudre marron. The polymer P7 is synthesized according to a protocol similar to that presented in example 1, using 11.59 g of poly (dimethylsiloxane) diglycidyl ether (11.83 mmol) in place of the BdO, 2.71 g of ANLi (11 83 mmol) and 15 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A brown powder is obtained.
Le spectre infrarouge du polymère obtenu P7 est représenté en figure 15.  The infrared spectrum of the obtained polymer P7 is represented in FIG.
La poudre obtenue a également été caractérisée par analyse thermogravimétrique (ATG), sous argon et avec une vitesse de chauffage de 20 °C/min. Les résultats de l'analyse thermogravimétrique sont représentés en figure 16. EXEMPLE 12 The powder obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG) under argon and with a heating rate of 20 ° C / min. The results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG. EXAMPLE 12
Préparation d'un polymère P8 conforme à l'invention à partir de l'acide 4- amino-l-naphtalènesulfonique et du poly(diméthylsiloxane) diglycidyl éther (PDMSDGE)  Preparation of a polymer P8 according to the invention starting from 4-amino-1-naphthalenesulphonic acid and poly (dimethylsiloxane) diglycidyl ether (PDMSDGE)
Le polymère P8 est synthétisé selon un protocole similaire à celui de l'exemple 8 précédent, en utilisant 11,39 g de poly(diméthylsiloxane) diglycidyl éther PDMSDGE (11,62 mmol) à la place du BdO, 2,59 g d'ANH (11,62 mmol) et 10 mL de DMF. La température est fixée à 70 °C en début de réaction. On obtient une pâte visqueuse jaune. The polymer P8 is synthesized according to a protocol similar to that of Example 8 above, using 11.39 g of poly (dimethylsiloxane) diglycidyl ether PDMSDGE (11.62 mmol) in place of BdO, 2.59 g of ANH (11.62 mmol) and 10 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A viscous yellow paste is obtained.
Le spectre infrarouge du polymère obtenu P8 est représenté en figure 17.  The infrared spectrum of the obtained polymer P8 is represented in FIG. 17.
Le polymère obtenu a également été caractérisée par analyse thermogravimétrique (ATG), sous argon et avec une vitesse de chauffage de 20 °C/min. Les résultats de l'analyse thermogravimétrique sont représentés en figure 18. La température de transition vitreuse (Tg) est de 24 °C.  The polymer obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG), under argon and with a heating rate of 20 ° C / min. The results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG. 18. The glass transition temperature (Tg) is 24.degree.
Le polymère P8 dans son état organisé peut être mis en œuvre comme électrolyte conducteur protonique. EXEMPLE 13 The polymer P8 in its organized state can be implemented as a protonic conductive electrolyte. EXAMPLE 13
Mesure de la conductivité ionique du polymère P2  Measurement of the ionic conductivity of the polymer P2
La conductivité ionique du polymère P2 est évaluée par mesure de la résistance deux électrodes en or interdigité (NOVOCONTROL) sur une gamme de température allant de 100 °C à 215 *C.  The ionic conductivity of the polymer P2 is evaluated by measuring the resistance of two interdigitated gold electrodes (NOVOCONTROL) over a temperature range from 100 ° C to 215 ° C.
La poudre de polymère P2 est déposée de façon à recouvrir le dispositif. Pour s'assurer d'une bonne imprégnation, le polymère est maintenu pendant 15 min à 150 °C. Les images obtenues par microscope optique polarisé sont représentés en figure 19. Transition The polymer powder P2 is deposited so as to cover the device. To ensure good impregnation, the polymer is maintained for 15 min at 150 ° C. The images obtained by polarized optical microscope are represented in FIG. 19. Transition
Etat polymère Mésophase -> Isotrope  Polymer state Mesophase -> Isotropic
Vitreuse -> Mésophase  Glassy -> Mesophase
Température de  Temperature of
50 210  50,210
transition (°C)  transition (° C)
Tableau 2  Table 2
Les conductivités ioniques obtenues pour les différents dépôts sont présentées en figure 20. The ionic conductivities obtained for the various deposits are presented in FIG.
Le polymère dans son état organisé présente une bonne conductivité ionique. Il peut avantageusement être utilisé à titre d'électrolyte solide dans une batterie au lithium.  The polymer in its organized state has good ionic conductivity. It can advantageously be used as a solid electrolyte in a lithium battery.
EXEMPLE 14 EXAMPLE 14
Synthèse du 4-amino-l-naphtalènetrifluorosulfonamide de lithium (ANTFSILi) • Etape 1 : protection de l'aminé primaire (Pro-ANH)  Synthesis of lithium 4-amino-1-naphthalenetrifluorosulfonamide (ANTFSILi) • Step 1: protection of the primary amine (Pro-ANH)
4,77 g d'acide 4-amino-l-naphtalènesulfonique ANH (20,73 mmol), 3,4 mL de chlorure de phtaloyle (21,25 mmol) et 30 mL de pyridine sont placés dans un ballon tricol équipé d'un réfrigérant et d'un barreau aimanté. Le mélange réactionnel est maintenu sous agitation et chauffé à 100 °C sous atmosphère inerte (balayage par un flux d'argon) pendant 17h. En fin de réaction, le solvant est évaporé sous pression réduite. Un précipité jaune pâle est obtenu après recristallisation dans le méthanol. (R = 42 %)  4.77 g of 4-amino-1-naphthalenesulfonic acid ANH (20.73 mmol), 3.4 ml of phthaloyl chloride (21.25 mmol) and 30 ml of pyridine are placed in a three-necked flask equipped with a refrigerant and a magnet bar. The reaction mixture is stirred and heated at 100 ° C under an inert atmosphere (flushing with argon) for 17h. At the end of the reaction, the solvent is evaporated under reduced pressure. A pale yellow precipitate is obtained after recrystallization from methanol. (R = 42%)
RMN 1H (200 MHz ; DMSO-d6 ; 300 K) : δ ppm 8,94 (m, 3H); 8,58 (m, 1H); 7,74(m, 12H) ; • Etape 2 : synthèse du dérivé chlorure de thionyl (Pro-ANS02Cl) 1H NMR (200 MHz, DMSO-d6, 300 K): δ ppm 8.94 (m, 3H); 8.58 (m, 1H); 7.74 (m, 12H); Step 2: synthesis of thionyl chloride derivative (Pro-ANS0 2 Cl)
2,35 g de Pro-ANH (5,43 mmol), 0,7 mL de chlorure de thionyle (9,68 mmol) et 11 mL de diméthylformamide (DMF) sont placés dans un ballon tricol équipé d'un réfrigérant et d'un barreau aimanté. Le mélange réactionnel est maintenu sous agitation pendant 3h à température ambiante sous atmosphère inerte (balayage par un flux d'argon). La réaction est stoppée en versant le milieu réactionnel dans de l'eau distillée froide. Après filtration et séchage, un précipité blanc est obtenu (R = 100 %)  2.35 g of Pro-ANH (5.43 mmol), 0.7 ml of thionyl chloride (9.68 mmol) and 11 ml of dimethylformamide (DMF) are placed in a three-necked flask equipped with a condenser and a magnetized bar. The reaction mixture is stirred for 3h at room temperature under an inert atmosphere (scanning with a stream of argon). The reaction is stopped by pouring the reaction medium into cold distilled water. After filtration and drying, a white precipitate is obtained (R = 100%)
RMN 1H (400 MHz ; DMSO-d6 ; 300 K) : δ ppm 8,94 (dd, 1H); 8,01 (m, 5H); 7,75(m, 1H); 7,57(m, 3H) ;  1 H NMR (400 MHz, DMSO-d6, 300 K): δ ppm 8.94 (dd, 1H); 8.01 (m, 5H); 7.75 (m, 1H); 7.57 (m, 3H);
• Etape 3 : synthèse du  • Step 3: synthesis of the
403,5 mg de Pro-ANS02Cl (1,08 mmol), 163,7mg de trifluoromethanesulfonamide (1,08 mmol), 11,2 mg de 4-(Diméthylamino)pyridine (DMAP), 0,23g de triéthylamine (TEA) et 5 mL de dichlorométhane (CH2C12) sont placés dans un ballon tricol équipé d'un réfrigérant et d'un barreau aimanté. Le mélange réactionnel est maintenu sous agitation pendant 16h à température ambiante sous atmosphère inerte (balayage par un flux d'argon). Après extraction, 2* 5mL NaHC03 4% et l *5mL d'HCl 1M, la phase organique est évaporée. On obtient alors une huile jaune. 403.5 mg of Pro-ANS0 2 Cl (1.08 mmol), 163.7 mg of trifluoromethanesulfonamide (1.08 mmol), 11.2 mg of 4- (dimethylamino) pyridine (DMAP), 0.23 g of triethylamine ( TEA) and 5 ml of dichloromethane (CH 2 C1 2 ) are placed in a three-necked flask equipped with a condenser and a magnetic bar. The mixture The reaction mixture is stirred for 16 hours at room temperature under an inert atmosphere (scanning with a stream of argon). After extraction, 2 * 5mL NaHCO 3 4% and 1 * 5mL of 1M HCl, the organic phase is evaporated. A yellow oil is then obtained.
Le spectre infrarouge du produit obtenu est représenté en figure 21.  The infrared spectrum of the product obtained is shown in FIG.
· Etape 4 : Synthèse 'ANTFSI-Li  · Step 4: Synthesis' ANTFSI-Li
Li+ Li +
522,72 mg de Pro-ANTFSA (1,08 mmol), 163,7mg de trifluoromethanesulfonamide (1,08 mmol), 1,2 mL d/hydrazine monohydraté et 8,6 mL de méthanol sont placés dans un ballon tricol équipé d'un réfrigérant et d'un barreau aimanté. Le mélange réactionnel est maintenu sous agitation pendant 17h à température ambiante sous atmosphère inerte (balayage par un flux d'argon). Le précipité obtenu est filtré et lavé au méthanol. Le filtrat est évaporé.  522.72 mg of Pro-ANTFSA (1.08 mmol), 163.7 mg of trifluoromethanesulfonamide (1.08 mmol), 1.2 mL of hydrazine monohydrate and 8.6 mL of methanol are placed in a three-necked flask equipped with a refrigerant and a magnetized bar. The reaction mixture is stirred for 17 hours at room temperature under an inert atmosphere (scanning with a stream of argon). The precipitate obtained is filtered and washed with methanol. The filtrate is evaporated.
Le produit obtenu est solubilisé dans 20mL d'eau distillée et 52 mg (1 ,23 mmol) d'hydroxyde de lithium hydratée. Un suivi pH a été réalisé au cours de la lithiation et présenté en figure 22.  The product obtained is solubilized in 20 ml of distilled water and 52 mg (1.23 mmol) of lithium hydroxide hydrate. PH monitoring was performed during lithiation and presented in Figure 22.
Le produit est obtenu après évaporation du solvant et plusieurs lavages à l'éthanol.  The product is obtained after evaporation of the solvent and several washings with ethanol.
EXEMPLE 15 EXAMPLE 15
Préparation d'un polymère P9 conforme à l'invention à partir 4-amino-l- naphtalènesulfonate de lithium (ANLi) et du diglycidyl éther (DGE)  Preparation of a polymer P9 according to the invention from lithium 4-amino-1-naphthalenesulphonate (ANLi) and diglycidyl ether (DGE)
Le polymère P9 est synthétisé selon un protocole similaire à celui présenté en exemple 1, en utilisant 100 mg de diglycidyl éther (0,77 mmol) à la place du DGE, 0,176 g d'ANLi (0,176 mmol) et 5 mL de DMF. La température est fixée à 70 °C en début de réaction. On obtient une poudre marron clair. The polymer P9 is synthesized according to a protocol similar to that shown in Example 1, using 100 mg of diglycidyl ether (0.77 mmol) in place of the DGE, 0.176 g of ANLi (0.176 mmol) and 5 ml of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A light brown powder is obtained.
Le spectre infrarouge du polymère obtenu P7 est représenté en figure 23.  The infrared spectrum of the obtained polymer P7 is represented in FIG.
La poudre obtenue a également été caractérisée par analyse thermogravimétrique (ATG), sous argon et avec une vitesse de chauffage de 10 °C/min. Les résultats de l'analyse thermogravimétrique sont représentés en figure 24. EXEMPLE 16  The powder obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG) under argon and with a heating rate of 10 ° C./min. The results of the thermogravimetric analysis are shown in Figure 24. EXAMPLE 16
Préparation d'un polymère P10 conforme à l'invention à partir 4-amino-l - naphtalènedisulfonate de lithium (DiANLi) et du butanedioldiglycidyl éther (BDGE)  Preparation of a polymer P10 according to the invention from lithium 4-amino-1-naphthalenedisulfonate (DiANLi) and butanedioldiglycidyl ether (BDGE)
Synthèse du 4-amino-l-naphtalènedisulfonate de lithium (DiANLi)  Synthesis of lithium 4-amino-1-naphthalenedisulfonate (DiANLi)
0,483 g d'acide 4-amino-l,7-naphtalènesulfonique (DiANH) et 0,067 g d'hydroxyde de lithium monohydrate (LiOH, H20) sont ajoutés dans lOmL d'eau distillée. Le milieu réactionnel est agité pendant 1 nuit à température ambiante. L'excès d'ANH est éliminé par fîltration. Le filtrat est ensuite concentré par évaporation du solvant sous pression réduite. Après deux lavages à l'éthanol, on obtient une poudre orangé. 0.483 g of 4-amino-1,7-naphthalenesulphonic acid (DiANH) and 0.067 g of lithium hydroxide monohydrate (LiOH, H 2 0) are added in 10 ml of distilled water. The reaction medium is stirred for 1 night at room temperature. The excess of ANH is removed by filtration. The filtrate is then concentrated by evaporation of the solvent under reduced pressure. After two washes with ethanol, an orange powder is obtained.
Synthèse du polymère Synthesis of the polymer
Le polymère P10 est synthétisé selon un protocole similaire à celui présenté en exemple 1, en utilisant 0,16 mL de 1,4-butanediol diglycidyl éther (0,85 mmol) à la place du BdO, 0,2685 g de DiANLi (0,85 mmol) et 5 mL de DMF. La température est fixée à 70 °C en début de réaction. On obtient une poudre marron.  Polymer P10 is synthesized according to a protocol similar to that shown in Example 1, using 0.16 ml of 1,4-butanediol diglycidyl ether (0.85 mmol) in place of BdO, 0.2685 g of DiANLi (0). 85 mmol) and 5 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A brown powder is obtained.
Le spectre infrarouge du polymère obtenu P10 est représenté en figure 25. La poudre obtenue a également été caractérisée par analyse thermogravimétrique (ATG), sous argon et avec une vitesse de chauffage de 10 °C/min. Les résultats de l'analyse thermogravimétrique sont représentés en figure 26. The infrared spectrum of the obtained polymer P10 is shown in FIG. The powder obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG) under argon and with a heating rate of 10 ° C./min. The results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG.
EXEMPLE 17 EXAMPLE 17
Préparation d'un polymère Pli conforme à l'invention à partir du 5- naphtalènesulfonate de lithium et du butadiène diépoxide  Preparation of a Ply Polymer According to the Invention from Lithium 5-naphthalenesulphonate and Butadiene Diepoxide
Synthèse du 5-amino-l-naphtalènesulfonate de lithium (AN'Li)  Synthesis of lithium 5-amino-1-naphthalenesulphonate (AN'Li)
24,44 g d'acide 5-amino-l-naphtalènesulfonique (AN'H) et 4,13 g d'hydroxyde de lithium monohydrate (LiOH, H20) sont ajoutés dans 500 mL d'eau distillée. Le milieu réactionnel est agité pendant 1 nuit à température ambiante. L'excès d'AN'H est éliminé par fïltration. Le filtrat est ensuite concentré par évaporation du solvant sous pression réduite. Après deux lavages à l'éthanol, on obtient une poudre violine. 24.44 g of 5-amino-1-naphthalenesulphonic acid (AN'H) and 4.13 g of lithium hydroxide monohydrate (LiOH, H 2 O) are added in 500 ml of distilled water. The reaction medium is stirred for 1 night at room temperature. The excess of AN'H is removed by filtration. The filtrate is then concentrated by evaporation of the solvent under reduced pressure. After two washes with ethanol, a violet powder is obtained.
RMN 1H (400 MHz; Pyridine-d6; 300 K): δ ppm 9, 2 (d, 1H); 8, 5 (d, 1H); 7,3 (m, 4H); 5,92 (s, 2H);  1H NMR (400 MHz, pyridine-d6, 300 K): δ ppm 9.2 (d, 1H); 8, 5 (d, 1H); 7.3 (m, 4H); 5.92 (s, 2H);
Synthèse du polymère Synthesis of the polymer
Le polymère P10 est synthétisé selon un protocole similaire à celui présenté en exemple 1, en utilisant 2,37 mL de 1,4-butanediol diglycidyl éther (12,25 mmol) à la place du BdO, 2,81 g d'AN'Li (12,25 mmol) et 15 mL de DMF. La température est fixée à 70 °C en début de réaction. On obtient une poudre marron foncé. Polymer P10 is synthesized according to a protocol similar to that shown in Example 1, using 2.37 ml of 1,4-butanediol diglycidyl ether (12.25 mmol) instead of BdO, 2.81 g of AN'Li (12.25 mmol) and 15 mL of DMF. The temperature is set at 70 ° C. at the beginning of the reaction. A dark brown powder is obtained.
Le spectre infrarouge du polymère obtenu, noté Pl i, est représenté en figure 27.  The infrared spectrum of the polymer obtained, denoted Pl i, is represented in FIG. 27.
La poudre obtenue a également été caractérisée par analyse thermogravimétrique (ATG), sous argon et avec une vitesse de chauffage de 10 °C/min. Les résultats de l'analyse thermogravimétrique sont représentés en figure 28.  The powder obtained was also characterized by thermogravimetric analysis (ATG) under argon and with a heating rate of 10 ° C./min. The results of the thermogravimetric analysis are shown in FIG.
EXEMPLE 18 EXAMPLE 18
Mesure des transitions de phases par POM du polymère P7  Measurement of phase transitions by POM of polymer P7
La poudre de polymère P7 est déposée sur une plaque en verre de microscope. L'échantillon est placé dans une platine et nous avons observés l'état de celui-ci à différentes températures. Le tableau 3 reporte les transitions observées. Les images obtenues par microscope optique polarisé sont représentés en figure 27.  The P7 polymer powder is deposited on a microscope glass plate. The sample is placed in a platinum and we observed the state of it at different temperatures. Table 3 shows the transitions observed. The images obtained by polarized optical microscope are represented in FIG.
Tableau 3  Table 3
EXEMPLE 19 EXAMPLE 19
Mesure de la conductivité ionique des polymères P  Measuring the ionic conductivity of polymers P
La conductivité ionique des polymères P a été évaluée par mesure de la résistance deux plateaux en aluminium d'un rhéomètre sur une gamme de température allant de 100 °C à 215 °C.  The ionic conductivity of the P polymers was evaluated by measuring the resistance of two aluminum plates of a rheometer over a temperature range of 100 ° C to 215 ° C.
Les résultats obtenus sont présentés dans la figure 28.  The results obtained are shown in Figure 28.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composé comprenant au moins une entité de formule (I) : A compound comprising at least one entity of formula (I):
dans laquelle : in which :
Ax~ est un anion de valence x égale à 1 ou 2, choisi parmi les anions sulfonate, sulfonylimide de type -S02-N~-S02CyF2y+i avec y un entier compris entre 0 et 4 ; borate, borane, phosphate, phosphinate, phosphonate, silicate, carbonate, sulfure, sélénate, nitrate et perchlorate ; A x ~ is an anion of valence x equal to 1 or 2, selected from sulfonate anions, sulfonylimide of type -S0 2 -N ~ -SO 2 C y F 2y + i with y an integer between 0 and 4; borate, borane, phosphate, phosphinate, phosphonate, silicate, carbonate, sulphide, selenate, nitrate and perchlorate;
Cx+ est un contre-cation de l'anion Ax~, choisi parmi le proton H+ et les cations des métaux alcalins et alcalino-terreux ; C x + is a counter-cation of the anion A x ~ , chosen from the proton H + and the cations of the alkaline and alkaline-earth metals;
p est un entier allant de 1 à 10, préférentiellement de 1 à 4 ;  p is an integer ranging from 1 to 10, preferentially from 1 to 4;
E est un espaceur organique comportant un enchaînement linéaire d'au moins deux liaisons covalentes, en particulier d'au moins trois liaisons covalentes et plus particulièrement d'au moins quatre liaisons covalentes ;  E is an organic spacer comprising a linear sequence of at least two covalent bonds, in particular at least three covalent bonds and more particularly at least four covalent bonds;
n est un entier supérieur ou égale à 2, en particulier allant de 2 à 1800 ; et  n is an integer greater than or equal to 2, in particular ranging from 2 to 1800; and
G représente :  G represents:
*  *
Ar Ar
(a) un groupe D D , dans lequel : (a) a group DD , in which:
0 X représente N, P ou Si-R, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle, 0 X is N, P or Si-R, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group,
0 Ar représente un groupement polycychque formé de 2 à 6 cycles dont l'un au moins est aromatique, chaque cycle comprenant, indépendamment les uns des autres, de 4 à 6 chaînons, ledit groupement polycychque pouvant inclure jusqu'à 18 hétéroatomes, en particulier choisis parmi S, N et O ; 0 Ar is polycychque group possessing 2 to 6 cycles of which at least one is aromatic, each ring comprising, independently of each other, 4 to 6-membered ring, said polycychque group with up to 18 heteroatoms, in particular selected from S, N and O;
0 -□ représente une liaison avec Γ espaceur E ; et 0 - □ represents a bond with Γ spacer E; and
0 - * représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions Ax~ ; □— X-Ar-Χ^π 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ~ ; □ - X-Ar-Χ ^ π
ou (b) un groupe , dans lequel :  or (b) a group, wherein:
0 Xi et X2, identiques ou différents, représentent NR, O ou S, avec R représentant un atome d'hydrogène ou un groupe Ci_4-alkyle ; en particulier Xi et X2 représentent tous les deux NH ou O ; 0 Xi and X 2, identical or different, represent NR, O or S, with R representing a hydrogen atom or a Ci_4 alkyl group; especially Xi and X 2 both represent NH or O;
0 -□ représente une liaison avec l'espaceur E ; et 0 - □ represents a bond with spacer E; and
0 - * représente une ou des liaisons avec le ou lesdits anions Ax~ ; 0 - * represents one or more bonds with said anion (s) A x ~ ;
0 Ar est tel que défini précédemment ; 0 Ar is as defined previously;
le ou lesdits anions Ax~ étant lié(s) de manière covalente au groupement polycyclique Ar. the said anion (s) A x ~ being covalently bound to the polycyclic group Ar.
2. Composé selon la revendication précédente, ledit composé étant un polymère comprenant, voire étant formé, des motifs monomériques de formule (Γ) suivante :  2. Compound according to the preceding claim, said compound being a polymer comprising, or even being formed, monomeric units of formula (Γ):
dans laquelle G, E, Ax~, Cx+ et p sont tels que définis en revendication 1. in which G, E, A x ~ , C x + and p are as defined in claim 1.
3. Composé selon la revendication 1 ou 2, ledit composé étant un polymère comprenant, voire étant formé, des motifs monomériques de formule (II) :  3. Compound according to claim 1 or 2, said compound being a polymer comprising, or even being formed, monomeric units of formula (II):
Cx+ ' C x + '
AX ' p AX 'p
Ar Ar
dans laquelle E, Ar, Ax~, Cx+ et p sont tels que définis en revendication 1. in which E, Ar, A x ~ , C x + and p are as defined in claim 1.
4. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Ar présente l'un des squelettes poly cycliques suivants : 4. Compound according to any one of the preceding claims, characterized in that Ar has one of the following cyclic backbones:
5. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Ar est un groupement bicyclique aromatique, en particulier présentant un squelette aromatique naphtalène, et plus particulièrement Ar est un groupe naphtalène. 5. Compound according to any one of the preceding claims, characterized in that Ar is an aromatic bicyclic group, in particular having a naphthalene aromatic skeleton, and more particularly Ar is a naphthalene group.
6. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que E est une chaîne aliphatique linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, à au moins deux liaisons covalentes, ladite chaîne étant éventuellement interrompue par un ou plusieurs hétéroatome(s), en particulier S, O ou N, par un ou plusieurs métalloïdes, par exemple du silicium, et/ou par un ou plusieurs (hétéro)cycles, aromatiques ou non, de 4 à 6 chaînons ; ladite chaîne étant éventuellement substituée par un ou plusieurs atomes de fluor et/ou par un ou plusieurs groupes Ri, 6. Compound according to any one of the preceding claims, characterized in that E is a linear or branched aliphatic chain, saturated or unsaturated, with at least two covalent bonds, said chain being optionally interrupted by a or more heteroatom (s), in particular S, O or N, with one or more metalloids, for example silicon, and / or with one or more (hetero) rings, aromatic or otherwise, of 4 to 6 members; said chain being optionally substituted by one or more fluorine atoms and / or by one or more R 1 groups,
Ri représentant un groupe choisi parmi un groupe hydroxyle, éventuellement sous forme protonée -0"C+ ; un groupe -NH2 et un groupe oxo. R 1 represents a group chosen from a hydroxyl group, optionally in protonated form -O " C + , an -NH 2 group and an oxo group.
7. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que E représente une chaîne aliphatique linéaire saturée en C4 à C2o, ladite chaîne étant éventuellement interrompue par un ou plusieurs hétéroatomes, en particulier un ou plusieurs atomes d'oxygène, et/ou par un ou plusieurs cycles aromatiques ou non de 4 à 6 chaînons, en particulier un ou plusieurs cycles benzène, ladite chaîne étant éventuellement substituée par un ou plusieurs groupes hydroxyles, de préférence sous forme protonée -O" C+. 7. Compound according to any one of the preceding claims, characterized in that E represents a saturated linear aliphatic chain C 4 to C 2 o, said chain being optionally interrupted by one or more heteroatoms, in particular one or more atoms of oxygen, and / or by one or more aromatic or non-aromatic 4- to 6-membered rings, in particular one or more benzene rings, said chain being optionally substituted by one or more hydroxyl groups, preferably in protonated form -O " C + .
8. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que n est compris entre 2 et 1500, en particulier entre 2 et 300.  8. Compound according to any one of the preceding claims, characterized in that n is between 2 and 1500, in particular between 2 and 300.
9. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Ax~ est un anion sulfonate ou un anion trifluorométhylsulfonylimide, en particulier un anion sulfonate. 9. Compound according to any one of the preceding claims, characterized in that A x ~ is a sulfonate anion or a trifluoromethylsulfonylimide anion, in particular a sulfonate anion.
10. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Cx+ est le proton H+ ou le cation Li+. 10. Compound according to any one of the preceding claims, characterized in that C x + is the proton H + or the cation Li + .
11. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit composé étant un polymère comprenant, voire étant formé, des motifs monomériques de formule (III) :  11. A compound according to any one of the preceding claims, said compound being a polymer comprising, or even being formed, monomeric units of formula (III):
dans laquelle E, Ax~ et Cx sont tels que définis selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. wherein E, A x ~ and C x are as defined in any one of claims 1 to 10.
12. Utilisation d'au moins un composé tel défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, à l'état organisé, à titre d'électrolyte solide dans un système électrochimique. 12. Use of at least one compound as defined in any one of claims 1 to 11, in the organized state, as solid electrolyte in an electrochemical system.
13. Electrolyte solide comprenant, voire étant formé, d'un ou plusieurs composés tels que définis selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, à l'état organisé.  13. Solid electrolyte comprising, or being formed, one or more compounds as defined according to any one of claims 1 to 11, in the organized state.
14. Electrolyte selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il présente une conductivité ionique à 120 °C supérieure ou égale à 10"9 S/cm, en particulier comprise entre 10"8 et 5.10 5 S/cm. 14. Electrolyte according to the preceding claim, characterized in that it has an ionic conductivity at 120 ° C greater than or equal to 10 "9 S / cm, in particular between 10 " 8 and 5.10 5 S / cm.
15. Electrolyte selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il présente une conductivité ionique à 200 °C supérieure ou égale à 10~7 S/cm, en particulier comprise entre 10~7 et 10"3 S/cm. 15. Electrolyte according to claim 13 or 14, characterized in that it has an ionic conductivity at 200 ° C greater than or equal to 10 ~ 7 S / cm, in particular between 10 ~ 7 and 10 "3 S / cm.
16. Procédé de formation d'un film comprenant un électrolyte solide en surface d'un substrat, comprenant au moins les étapes consistant en :  A method of forming a film comprising a solid electrolyte at the surface of a substrate, comprising at least the steps of:
(al) disposer d'une solution comprenant au moins un composé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , dans un solvant polaire en particulier le Ν,Ν-diméthylformamide, le diméthylacétamide, les monoalcools par exemple le méthanol, l'eau ;  (a1) having a solution comprising at least one compound as defined according to any one of claims 1 to 11, in a polar solvent, in particular Ν, Ν-dimethylformamide, dimethylacetamide, monoalcohols, for example methanol, the water ;
(bl) déposer ladite solution de l'étape (al) en surface dudit substrat ; et (cl) évaporer le solvant dans des conditions propices à la formation d'un film comprenant l'électrolyte solide formé du composé de formule (I) dans son état organisé.  (b1) depositing said solution of step (a1) at the surface of said substrate; and (c) evaporating the solvent under conditions conducive to forming a film comprising the solid electrolyte formed from the compound of formula (I) in its organized state.
17. Procédé de formation d'un film d'électrolyte solide, autosupporté ou supporté par un substrat, comprenant au moins les étapes consistant en :  A method of forming a solid electrolyte film, self-supported or supported by a substrate, comprising at least the steps of:
(a2) disposer d'une poudre formée d'un composé tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 ;  (a2) having a powder formed of a compound as defined in any one of claims 1 to 11;
(b2) extruder par voie fondue ladite poudre sous forme d'un film d'électrolyte solide formé dudit composé de formule (I) dans son état organisé ; et  (b2) melt extruding said powder in the form of a solid electrolyte film formed of said compound of formula (I) in its organized state; and
(c2) épandre ledit film d'électrolyte, éventuellement à la surface d'un substrat. (c2) spreading said electrolyte film, optionally on the surface of a substrate.
18. Procédé selon la revendication 16 ou 17, dans lequel ledit film comprenant l'électrolyte solide présente une épaisseur comprise entre 5 et 50 μιη, en particulier de 5 μιη. 18. The method of claim 16 or 17, wherein said film comprising the solid electrolyte has a thickness between 5 and 50 μιη, in particular 5 μιη.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, ledit procédé comprenant en outre une ou plusieurs étapes ultérieures d'exposition dudit film formé à un champ électrique, magnétique ou à un rayonnement ionisant, en particulier photonique. The method of any one of claims 16 to 18, said method further comprising one or more subsequent steps of exposing said formed film to an electric field, magnetic field, or ionizing radiation, particularly photonic radiation.
20. Electrode composite pour un système électrochimique, en particulier électrode positive d'une batterie au lithium, comprenant au moins un électrolyte solide tel que défini selon l'une quelconque des revendications 13 à 15.  20. Composite electrode for an electrochemical system, in particular a positive electrode of a lithium battery, comprising at least one solid electrolyte as defined according to any one of Claims 13 to 15.
21. Système électrochimique comprenant un électrolyte solide tel que défini à l'une quelconque des revendications 13 à 15.  An electrochemical system comprising a solid electrolyte as defined in any one of claims 13 to 15.
22. Système électrochimique selon la revendication 21 comprenant : The electrochemical system of claim 21 comprising:
- un film d'électrolyte solide tel que défini à l'une quelconque des revendications 13 à 15 ou tel qu'obtenu selon le procédé défini selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, faisant office à la fois de conducteur ionique et de séparateur entre les électrodes positive et négative, et a solid electrolyte film as defined in any one of claims 13 to 15 or as obtained according to the process defined according to any one of claims 16 to 19, serving as both an ionic conductor and a separator between the positive and negative electrodes, and
- au moins une électrode composite telle que définie en revendication 20.  at least one composite electrode as defined in claim 20.
23. Système selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il s'agit d'une batterie, en particulier d'une batterie au lithium.  23. System according to claim 21 or 22, characterized in that it is a battery, in particular a lithium battery.
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