WO2019058080A1 - Method for depositing an electrolytic material in the form of a layer on the surface of a substrate having pores and/or protrusions - Google Patents

Method for depositing an electrolytic material in the form of a layer on the surface of a substrate having pores and/or protrusions Download PDF

Info

Publication number
WO2019058080A1
WO2019058080A1 PCT/FR2018/052331 FR2018052331W WO2019058080A1 WO 2019058080 A1 WO2019058080 A1 WO 2019058080A1 FR 2018052331 W FR2018052331 W FR 2018052331W WO 2019058080 A1 WO2019058080 A1 WO 2019058080A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solution
ingredients
substrate
precursors
viscosity
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/052331
Other languages
French (fr)
Inventor
Hélène PORTHAULT
Marie-Josephe ARMEL
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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 L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives filed Critical Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Publication of WO2019058080A1 publication Critical patent/WO2019058080A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0416Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0419Methods of deposition of the material involving spraying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/661Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a wet electrolytic material in the form of a layer on the surface of a substrate having, on its surface, pores and / or reliefs.
  • This invention may find particular application in the field of energy storage devices, such as lithium accumulators, capacitors, where the method can be implemented for producing an electrolyte necessary for the operation of these devices.
  • Deposition of materials on a substrate has long been the subject of much research, in particular to give the substrate specific properties sought, such as optical properties, electronic properties, which can not be otherwise met by the underlying substrate.
  • the vapor deposition technique such as the CVD technique, generally requires working at low pressure and at high relative temperatures to generate vaporization.
  • precursors of the material to be deposited which, on the one hand, can generate toxic vapors and, on the other hand, also requires a significant thermal budget in terms of application temperatures and the energy required to put into operation pressure.
  • the wet deposition techniques cover multiple variants all having as a common denominator the use of a liquid solution comprising the constituent ingredients of the material or precursors thereof.
  • the technique of soaking-shrinkage (corresponding to the English terminology "dip-coating") is particularly widespread for the production of thin films on a substrate, generally plane, the thin films imparting the desired properties to the substrate and generally having a thickness of less than 200 nm.
  • a soaking operation of introducing the substrate to be coated 1 in a coating solution 3 contained in a tank 5, the substrate being introduced into the solution at a predetermined soaking rate;
  • a removal operation consisting, as its name indicates, in removing the substrate from the coating solution, this removal being carried out at a predetermined withdrawal speed.
  • the substrate thus coated can be subjected to an evaporation step so as to remove all or part of the solvent contained in the coating solution and can also be subjected to different processing steps in order to to obtain the desired final material, which is the case when the coating solution comprises precursors of said material.
  • the main parameters influencing the nature of the deposited layer are, on the one hand, the deposition conditions (for example, the soaking rate, the withdrawal speed, the immersion time, the reservoir geometry, the temperature) and the properties of the coating solution (for example, the viscosity, the evaporation rate of the solvent used, if any, the affinity between the coating solution and the substrate). Specific studies have been conducted by Chen et al.
  • this deposition technique may show certain limits since the support intended to be coated is not a plane support and has a complex geometry, as it may be the case of a mechanical part such as a bolt or a nut.
  • some authors as in JP 2012016640 have had the idea of associating with the technique of soaking-withdrawal a rotation system to ensure the recovery of the entire surface of the piece by the solution of coating.
  • this type of system does not effectively cover a support having, for example, a porosity on its surface.
  • the inventors have set themselves the objective of proposing a method of manufacturing a deposited electrolytic material, wet, in the form of a layer on the surface of a substrate having, on its surface, pores and / or reliefs and which makes it possible to access a filling of the substrate porosity or of the reliefs present on the surface of the substrate and to obtain in the end a layer of homogeneous thickness on this substrate.
  • the inventors have developed a method of depositing a material in the form of a layer on the surface of a substrate having, on its surface, pores and / or reliefs, said material being a material electrolytic composition comprising an organic or inorganic matrix comprising, within it, at least one ion-conducting additive selected from ion-conducting salts, ionic liquids or mixtures thereof, and optionally at least one organic solvent and optionally at least one inorganic additive of the oxide type, said process comprising successively the following steps:
  • first solution and the second solution both contain the ingredients of the electrolytic material or precursors thereof, it is also possible to control the content of these ingredients in the final material (especially that of the ion-conducting additive), controlling the content thereof in both the first solution and the second solution.
  • the deposition of the first solution can not therefore cause a dilution effect of the ingredients of the second solution, because each of these layers comprises these ingredients.
  • viscosity generally means dynamic viscosity (conventionally expressed in Pa.s), which can be determined by shear rheology measurements.
  • FIG 1 illustrates the different conventional steps of the soak-shrink technique.
  • FIG. 2 illustrates a sectional view of a substrate having on its surface an open porosity and a layer of material deposited only at the surface without reaching the inner surface of the pores.
  • FIG. 3 illustrates a sectional view of a substrate having on its surface an open porosity and a layer of material filling the porosity of the substrate and forming a uniform layer on the surface.
  • FIG. 4 illustrates the different steps implemented according to one embodiment of the invention with the use of the soak-shrink technique. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • FIG. 3 illustrates a schematic view of a substrate having on its surface an open porosity 13 and a layer of material 15 filling the porosity of the substrate and forming on the surface an even layer, the layer of material which is obtained by the implementation of the method of the invention.
  • the first solution as the second solution comprises the constituent ingredients of the electrolytic material and / or precursors of all or part of said ingredients.
  • Ingredients of the electrolytic material are specified as being the ingredients in the constitution of the electrolytic material forming the layer while the precursor (s) of said ingredients, if any, will require transformation to form said ingredients.
  • first solution and / or the second solution may comprise one or more other ingredients, which are neither ingredients of said material nor precursors of said ingredients.
  • the first solution and / or the second solution comprise one or more precursors of the one or more ingredients of the material
  • it may be at least one additive for the transformation of the precursor (s) into the ingredient (s). of said material, such as, for example, polymerization initiators when the precursor (s) are monomers or prepolymers, while the one or more ingredients are polymers.
  • these other ingredients can be organic or aqueous solvents. It is understood that the aforementioned ingredients and precursors are a function of the electrolytic material desired to coat the substrate, further details are provided below.
  • the method of the invention is intended to obtain a layer of electrolytic material, that is to say a material capable of performing the function of electrolyte, for example, in energy storage devices, such as batteries or capacitors, and which may have a thickness of less than 500 ⁇ and preferably less than 50 ⁇
  • an electrolytic material may comprise, for example, an organic or inorganic matrix which will confer the mechanical properties on the material and which comprises, within it, at least one ion-conducting additive (which may be an ion-conducting salt, such as a lithium salt, an ionic liquid or mixtures thereof) and optionally at least one an organic solvent and optionally at least one inorganic additive of the oxide type to enhance the mechanical properties of the material.
  • the first solution and the second solution may include, as ingredients of the electrolytic material or precursors thereof:
  • polymers for constituting an organic matrix or precursors thereof such as monomers or prepolymers
  • ion-conducting additives selected from ion-conducting salts, ionic liquids or mixtures thereof;
  • monomer (s) or prepolymer (s) may comprise a polymerization initiator for converting the monomer (s) or prepolymer (s) into polymer (s)
  • PVDF polyvinylidene fluorides
  • PMMA polymethyl methacrylates
  • PAN polyacrylonitriles
  • PVDF-HFP poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) copolymers
  • polymer precursors examples include ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate (BEMA), a polyethylene glycol methacrylate (PEGMA), a poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA), a poly (ethylene glycol) dimethacrylate (PEGDMA), a poly (propylene glycol) diacrylate (PPGDA), a poly (propylene glycol) dimethacrylate (PPGDMA), a poly (ethylene glycol) methyl ether methacrylate (with a molecular weight of poly (ethylene glycol) 300, 500 or 950 g / mol).
  • BEMA ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate
  • PEGMA polyethylene glycol methacrylate
  • PEGDA poly (ethylene glycol) diacrylate
  • PEGDMA poly (ethylene glycol) dimethacrylate
  • PPGDA poly (propylene glycol) diacrylate
  • PPGDMA poly (propylene glycol) dimethacrylate
  • the lithium salt may be LiCl, LiBr, Lil, LiCI0 4, LiBF 4, Li PF6, LiAsF 6, b / 's (fluorosulfonyl) imide lithium (LiFSI), the b / 's (trifluorosulfonyl) lithium imide (LiTFSI);
  • ionic liquids such as ionic liquids resulting from the combination of a cation chosen from a piperidinium cation, an imidazolium cation, a pyrrolidinium cation, a pyridinium cation, an ammonium cation and an anion chosen from an anion b / 's (trifluoromethanesulfonyl) imide, a anion b /' s (fluorosulfonyl) imide, acetate anion CH3COO ", an anion b / 's (oxalato) borate B (C 2 0 4) 2", a bromide anion Br, a chloride anion Cl " , anion iodide I " , anion tetrachloroaluminate AICI 4 ⁇ , anion hexafluorophosphate PF6 ⁇ , anion tetrafluoroborate BF 4
  • organic solvents examples include: carbonate solvents, such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate;
  • nitrile solvents such as succinonitrile, glutaronitrile, butyronitrile
  • ester solvents such as ethyl formate, methyl formate
  • ketone solvents such as acetone.
  • inorganic oxidic additives examples there may be mentioned particles of Ti0 2, Si0 2, MgO, Zr0 2, AI 2 u3 of BaTi0 3.
  • the first solution and / or the second solution comprise at least one polymerization initiator
  • the latter may be a photoinitiator (or photopolymerization initiator) and, more specifically, a UV photopolymerization initiator, such as 2-hydroxy -2-methyl-l- phenylpropan-l-one (HMPP said, sold under the trademark Darocur ® 1173), azobisisobutyronitrile (AIBN), 2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA), benzophenone (BP ), p-xylene-b / 's (N, N-diethyldithiocarbamate) (XDT).
  • HMPP 2-hydroxy -2-methyl-l- phenylpropan-l-one
  • AIBN 2-dimethoxy-2-phenylacetophenone
  • BP benzophenone
  • p-xylene-b / 's N, N-diethyldithiocarbamate
  • the electrolytic material may comprise an inorganic matrix. More specifically, it may be a silica matrix.
  • the first solution and the second solution can comprise one or more silica precursors, such as silicon alkoxide compounds, for example tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, tetramethylorthosilicate, triethoxysilane and mixtures of these.
  • silica precursors such as silicon alkoxide compounds, for example tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, tetramethylorthosilicate, triethoxysilane and mixtures of these.
  • the other ingredients of the material mentioned above about the electrolytic material comprising an organic matrix (ie, ion-conductive additives, organic solvents, inorganic additives of the oxides type) being valid also for this case. It is understood that these examples of ingredients or precursors are not exhaustive and may be different depending on the coating material that is desired.
  • the substrate used may be an electrode, for example, positive or negative, said electrode may comprise:
  • a current-collecting medium for example, in the form of a metal strip, for example aluminum, copper, nickel, titanium, silver, gold, chromium, tungsten or platinum or an alloy of these ;
  • an active layer comprising the active material of the electrode and optionally an electrically conductive material.
  • the active layer mentioned above is a porous layer, which serves as a deposit base for the implementation of the method of the invention.
  • lithium intercalation materials that can be used for lithium storage batteries, such materials being able to be chosen from:
  • MO is chosen from Co, Fe, Ni, M n or of formula LiM20 4 in which M is Mn;
  • electrically conductive material there may be mentioned carbon black, acetylene black, carbon fibers, carbon nanotubes, metal particles and mixtures thereof.
  • This type of substrate can be obtained by conventional vacuum deposition techniques (PVD, CVD, LPCVD, thermal evaporation) or wet deposition techniques such as those explained below.
  • the substrate electrode may be directly composed of a material capable of forming an alloy with lithium, such as Bi, Sb, Si, Sn, Zn, Ni, Cd, Ce, Co, Fe, Mg, Ge or capable of forming a defined compound with lithium, such as sulfide compounds or fluoride compounds.
  • a material capable of forming an alloy with lithium such as Bi, Sb, Si, Sn, Zn, Ni, Cd, Ce, Co, Fe, Mg, Ge or capable of forming a defined compound with lithium, such as sulfide compounds or fluoride compounds.
  • the substrate electrode may finally be a lithium metal electrode, for example, formed of lithium metal fibers.
  • the substrate according to different applications of the accumulators may be an insulating substrate, such as a silicon wafer (which may also be designated as a silicon wafer), glass, quartz, a ceramic, a plastic material such as Kapton ® , Mylar ® .
  • the method of the invention comprises a first step of depositing, wet, on the surface of a substrate, a first solution having a given viscosity.
  • a first solution having a given viscosity.
  • the viscosity will be chosen by those skilled in the art so that the solution can be deposited in the porosity of the substrate and / or on the internal surface of the reliefs of the substrate, the appropriate viscosity being determined by preliminary tests.
  • those skilled in the art will be able to play on the nature of the ingredients, for example the use of an organic or aqueous diluent solvent and / or the amount of ingredient and / or the temperature of the first solution.
  • the method may comprise a drying step, so as to allow, where appropriate, the evaporation of all or part of the solvent used in the first deposition step.
  • the process of the invention may also comprise, after the implementation of the first deposition step and the possible drying step and before the implementation of the second deposition step, a step of converting said precursor (s) into said one or more ingredients.
  • the transformation step is a polymerization step.
  • the polymerization step may consist of UV curing which can use an optimal wavelength of 365 nm for a power of between 3 and 40 mW / cm 2 and a dose ranging from 0.2 to 0.5 mWh / cm 2 .
  • the dose and power of insolation may vary depending on the physico-chemical parameters, particularly in terms of mechanical and electrochemical properties.
  • a low power and a long deposition time can contribute to promoting good ion conduction properties, while a high power for a short time can promote a good mechanical strength of the material.
  • the transformation step is a hydrolysis-condensation step of said precursors.
  • the method of the invention comprises a second step of depositing a second solution having a viscosity greater than the viscosity of the first solution.
  • a viscosity higher than the viscosity of the first solution it can be played on at least one of the following factors:
  • the method of the invention may comprise a drying step so as to allow, where appropriate, the evaporation of all or part of the solvent used during this step and when the second solution comprises one or more precursors of one or more ingredients intended to constitute the material, the method of the invention may comprise a step of transforming said precursor (s) into said one or more ingredients.
  • the deposition techniques adapted to the process of the invention being be a coating technique, such as the centrifugal coating technique (known as “spin-coating"), the so-called dip-coating technique, spraying technique, such as electrospray (known as “electrospray”) and combinations thereof with a preference for soaking-shrinking, for which the process is particularly suitable, knowing that this technique can also be coupled with other techniques such as those explained above.
  • a coating technique such as the centrifugal coating technique (known as “spin-coating"), the so-called dip-coating technique, spraying technique, such as electrospray (known as “electrospray”) and combinations thereof with a preference for soaking-shrinking, for which the process is particularly suitable, knowing that this technique can also be coupled with other techniques such as those explained above.
  • FIG. 4 illustrates the different steps implemented according to one embodiment of the invention with the use of the soak-withdrawal technique with: for part a), a soaking operation consisting in introducing the substrate to be coated into a first coating solution contained in a reservoir and having a predetermined viscosity, the substrate being introduced into the solution at a predetermined soaking rate; ;
  • a removal operation consisting, as its name indicates, of removing the substrate from the first coating solution, this removal being carried out at a predetermined withdrawal speed;
  • a removal operation consisting in removing the substrate from the second coating solution, this removal being carried out at a predetermined withdrawal speed.
  • the method of the invention may comprise other deposition steps according to the characteristics of the material that it is desired to obtain.
  • This example illustrates the preparation of an electrode-electrolyte assembly and more particularly of a porous electrode coated on one of its faces by a layer of gelled electrolyte produced by the implementation of a method according to the invention. , the deposition substrate being constituted by the electrode.
  • the electrode forming the substrate is composed of a metal current collector, for example an aluminum strip, surmounted by a layer of a composite material comprising a polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer matrix in which the active electrode material (here, L1COO2) and an electronically conductive carbonaceous material (here, SuperP carbon black) are dispersed therein.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • This layer is deposited on the current collector by coating an ink comprising the aforementioned ingredients and an organic solvent, the ink thus deposited being then dried to remove the organic solvent.
  • the resulting layer is then subjected to calendering to obtain a uniform thickness of 17 ⁇ .
  • the layer of composite material deposited on the surface of the collector has a porosity of 50% (corresponding to the rate of vacuum in the electrode) with mean pore diameters ranging from 100 nm to 10 ⁇ determined by electron microscopy, this layer serving as a deposition base for the gelled electrolyte layer.
  • this gelled electrolyte layer two distinct solutions are prepared: a first solution having a low viscosity, of the order of 0.08 Pa.s, and a second solution having a higher viscosity. , of the order of 0.18 Pa.s.
  • a first mixture comprising 7.68 g of an ionic liquid (b / 's (fluorosulfonyl) imide N- propyl-N-methylpyrrolidinium) and 5.12 g of a lithium salt (b / 's (fluorosulfonyl) imide lithium) or molar proportions of 1: 1;
  • a second mixture comprising two monomers: 2.24 g of ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate (BEMA) and 0.96 g of polyethylene glycol methacrylate molar mass 500 g / mol (PEGMA) in 70: 30 mass proportions;
  • BEMA ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate
  • PEGMA polyethylene glycol methacrylate molar mass 500 g / mol
  • a photopolymerization initiator Darocur ® 1173 corresponding to 2-hydroxy-2-methyl-1, 1-phenylpropan-1-one (HMPP) ;
  • a fourth step the addition of 4 g of a solvent, methyl formate corresponding to a mass proportion of 20% to fluidize the mixture and pass a viscosity of 1.2 Pa.s to 0.08 Pa.s.
  • the procedure is the same as for the first solution, except that the proportion of methyl formate used is less (10% by weight, ie 2 g, instead of 20% mass), so as to obtain a solution having a higher viscosity (0.18 Pa.s for the second solution instead of 0.08 Pa.s for the first solution).
  • the electrode defined above is subjected to a first step of soaking-withdrawal with the first solution in the following manner:
  • the electrode thus coated is left for 10 minutes in the open air for the methyl formate solvent to evaporate and then the electrode is subjected to UV irradiation at 5 mW / cm 2 for 9 minutes to generate the polymerization of the BEMA / PEGMA monomer mixture.
  • the electrode is subjected to a second step of soaking-withdrawal with the second solution in the same manner as those described above for the soaking-removal with the first solution.
  • the electrode thus coated is again subjected to a drying step and to a UV irradiation step as defined above.
  • an electrode whose layer of composite material is covered with a layer of electrolytic material and, more specifically, a layer of gelled electrolyte, namely an electrolyte comprising a gel resulting from the polymerization of the monomers mentioned above, in this case. its breast, the liquid electrolyte resulting from the mixing of the ionic liquid and the ionic salt mentioned above.
  • the gelled electrolyte layer has a thickness of 2 (35 ⁇ .
  • the first step of soaking-withdrawal with the first less viscous solution allows to route the electrolyte to the core of the composite material and the second step of soaking-withdrawal allows the finalization of the deposit under form of a thick enough surface electrolyte layer to act as solid electrolyte and separator.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for depositing a material in the form of a layer on the surface of a substrate (17) having, on the surface thereof, pores and/or protrusions, said material being an electrolytic material comprising an organic or inorganic matrix comprising therein at least one ion-conducting additive selected from ion-conducting salts, ionic liquids or mixtures thereof, and optionally at least one organic solvent and optionally at least one inorganic additive of the oxide type, said method comprising the following successive steps: - at least a first step of wet-depositing, on the surface of the substrate, a first solution (19) comprising the ingredients of the material and/or precursors of all or part of the ingredients, said first solution having a predetermined viscosity; - at least a second step of wet-depositing, on the surface of the substrate, a second solution (23) comprising the ingredients of the material and/or precursors of all or part of the ingredients, said second solution having a higher viscosity than the viscosity of the first solution.

Description

PROCEDE DE DÉPÔT D'UN MATERIAU ELECTROLYTIQUE SOUS FORME D'UNE METHOD FOR DEPOSITING AN ELECTROLYTIC MATERIAL IN THE FORM OF A
COUCHE A LA SURFACE D'UN SUBSTRAT PRESENTANT DES PORES ET/OU DES LAYER ON THE SURFACE OF A SUBSTRATE HAVING PORES AND / OR
RELIEFS  LANDFORMS
DESCRIPTION DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
La présente invention a trait à un procédé de fabrication d'un matériau électrolytique déposé, par voie humide, sous forme d'une couche à la surface d'un substrat présentant, à sa surface, des pores et/ou des reliefs. The present invention relates to a method of manufacturing a wet electrolytic material in the form of a layer on the surface of a substrate having, on its surface, pores and / or reliefs.
Cette invention peut trouver notamment application dans le domaine des dispositifs de stockage d'énergie, tels que les accumulateurs a u lithium, les condensateurs, où le procédé peut être mis en œuvre pour la réalisation d'un électrolyte nécessaire au fonctionnement de ces dispositifs. ETAT DE LA TECHNIQUE  This invention may find particular application in the field of energy storage devices, such as lithium accumulators, capacitors, where the method can be implemented for producing an electrolyte necessary for the operation of these devices. STATE OF THE ART
Le dépôt de matériaux sur un substrat, par exemple sous forme de couche(s) mince(s), fait depuis longtemps l'objet de nombreuses recherches, notamment en vue de conférer au substrat des propriétés spécifiques recherchées, telles que des propriétés optiques, des propriétés électroniques, qui ne peuvent être remplies par ailleurs par le substrat sous-jacent.  Deposition of materials on a substrate, for example in the form of thin layer (s), has long been the subject of much research, in particular to give the substrate specific properties sought, such as optical properties, electronic properties, which can not be otherwise met by the underlying substrate.
Parmi les techniques mises en œuvre, il peut être mentionné : Among the techniques implemented, it can be mentioned:
- les techniques de dépôt en phase vapeur, telles que le dépôt chimique en phase vapeur (intitulé également technique CVD pour « Chemical Vapor Déposition ») ; - vapor phase deposition techniques, such as chemical vapor deposition (also known as CVD technique for "Chemical Vapor Deposition");
- les techniques de dépôt par voie humide.  - wet deposition techniques.
Plus spécifiquement, la technique de dépôt en phase vapeur, telle que la technique CVD impose de travailler, généralement, à basse pression ainsi qu'à des températures relatives élevées pour engendrer une vaporisation des précurseurs du matériau à déposer, ce qui, d'une part, peut générer des vapeurs toxiques et, d'autre part, nécessite aussi un budget thermique important en termes de températures de mise en œuvre et d'énergie nécessaire à la mise sous pression. More specifically, the vapor deposition technique, such as the CVD technique, generally requires working at low pressure and at high relative temperatures to generate vaporization. precursors of the material to be deposited, which, on the one hand, can generate toxic vapors and, on the other hand, also requires a significant thermal budget in terms of application temperatures and the energy required to put into operation pressure.
Quant aux techniques de dépôt par voie humide, elles couvrent de multiples variantes ayant toutes pour dénominateur commun l'utilisation d'une solution liquide comprenant les ingrédients constitutifs du matériau ou des précurseurs de celui-ci. Parmi ces techniques, la technique du trempage-retrait (correspondant à la terminologie anglaise « dip-coating ») est particulièrement répandue pour la réalisation de films minces sur un substrat, généralement plan, les films minces conférant les propriétés recherchées au substrat et présentant généralement une épaisseur inférieure à 200 nm.  As for the wet deposition techniques, they cover multiple variants all having as a common denominator the use of a liquid solution comprising the constituent ingredients of the material or precursors thereof. Among these techniques, the technique of soaking-shrinkage (corresponding to the English terminology "dip-coating") is particularly widespread for the production of thin films on a substrate, generally plane, the thin films imparting the desired properties to the substrate and generally having a thickness of less than 200 nm.
La figure 1, jointe en annexe, illustre les différentes étapes mises en œuvre pour cette technique avec :  Figure 1, attached, illustrates the different steps implemented for this technique with:
- pour la partie a), une opération de trempage consistant à introduire le substrat à revêtir 1 dans une solution de revêtement 3 contenue dans un réservoir 5, le substrat étant introduit dans la solution selon une vitesse de trempage prédéterminée ;  - For part a), a soaking operation of introducing the substrate to be coated 1 in a coating solution 3 contained in a tank 5, the substrate being introduced into the solution at a predetermined soaking rate;
- pour la partie b), une opération d'immersion consistant à laisser le substrat immergé dans la solution (sans appliquer de mouvement au substrat) pendant une durée donnée ;  - for part b), an immersion operation of leaving the substrate immersed in the solution (without applying motion to the substrate) for a given duration;
- pour la partie c), une opération de retrait consistant, comme sa dénomination l'indique, à retirer le substrat de la solution de revêtement, ce retrait étant réalisé selon une vitesse de retrait prédéterminée.  for part c), a removal operation consisting, as its name indicates, in removing the substrate from the coating solution, this removal being carried out at a predetermined withdrawal speed.
Une fois à l'air libre, le substrat ainsi revêtu peut être soumis à une étape d'évaporation de sorte à éliminer tout ou partie du solvant contenu dans la solution de revêtement et peut être également soumis à différentes étapes de transformation en vue d'obtenir le matériau final souhaité, ce qui est le cas lorsque la solution de revêtement comporte des précurseurs dudit matériau. Les principaux paramètres influençant la nature de la couche déposée sont, d'une part, les conditions de dépôt (par exemple, la vitesse de trempage, la vitesse de retrait, le temps d'immersion, la géométrie de réservoir, la température) et les propriétés de la solution de revêtement (par exemple, la viscosité, la vitesse d'évaporation du solvant utilisé le cas échéant, l'affinité entre la solution de revêtement et le substrat). Des études spécifiques ont notamment été menées par Chen et al. (Organic Electronics, 37 (2016), 458-464) et ont pu démontrer un lien de dépendance entre l'épaisseur du film déposé et la vitesse de retrait et, également, la viscosité de la solution de revêtement, la conclusion qui en découle étant que l'association d'une vitesse de retrait importante et d'une solution de revêtement ayant une forte viscosité conduit à des films d'épaisseur non uniforme. Once in the open, the substrate thus coated can be subjected to an evaporation step so as to remove all or part of the solvent contained in the coating solution and can also be subjected to different processing steps in order to to obtain the desired final material, which is the case when the coating solution comprises precursors of said material. The main parameters influencing the nature of the deposited layer are, on the one hand, the deposition conditions (for example, the soaking rate, the withdrawal speed, the immersion time, the reservoir geometry, the temperature) and the properties of the coating solution (for example, the viscosity, the evaporation rate of the solvent used, if any, the affinity between the coating solution and the substrate). Specific studies have been conducted by Chen et al. (Organic Electronics, 37 (2016), 458-464) and have been able to demonstrate a dependency between the thickness of the deposited film and the rate of shrinkage and, also, the viscosity of the coating solution, the resulting conclusion being that the combination of a high shrinkage rate and a coating solution having a high viscosity leads to films of non-uniform thickness.
Par ailleurs, cette technique de dépôt peut montrer certaines limites dès lors que le support destiné à être revêtu n'est pas un support plan et présente une géométrie complexe, tel que cela peut être le cas d'une pièce mécanique comme un boulon ou un écrou. Pour faire face à ces difficultés, certains auteurs comme dans JP 2012016640 ont eu pour idée d'associer à la technique de trempage-retrait un système de rotation pour s'assurer du recouvrement de la totalité de la surface de la pièce par la solution de revêtement. Toutefois ce type de système ne permet pas de recouvrir efficacement un support présentant, par exemple, une porosité à sa surface. Dans ce cas de figure, notamment lorsque la viscosité de la solution de revêtement est importante, une couche se forme principalement en surface mais sans pénétrer dans les pores rendant ainsi inaccessible une partie de la surface du support, comme cela est illustré, de façon schématique, sur la figure 2, qui illustre une vue en coupe d'un substrat présentant à sa surface une porosité ouverte 9 et une couche de matériau 11 déposée uniquement en surface sans atteindre la surface interne des pores. Au vu de ce qui existe et des inconvénients inhérents aux modes de réalisation de l'art antérieur, les inventeurs se sont fixé pour objectif de proposer un procédé de fabrication d'un matériau électrolytique déposé, par voie humide, sous forme d'une couche à la surface d'un substrat présentant, à sa surface, des pores et/ou des reliefs et qui permette d'accéder à un remplissage de la porosité de substrat ou des reliefs présents à la surface du substrat et d'obtenir au final une couche d'épaisseur homogène sur ce substrat. Moreover, this deposition technique may show certain limits since the support intended to be coated is not a plane support and has a complex geometry, as it may be the case of a mechanical part such as a bolt or a nut. To cope with these difficulties, some authors as in JP 2012016640 have had the idea of associating with the technique of soaking-withdrawal a rotation system to ensure the recovery of the entire surface of the piece by the solution of coating. However, this type of system does not effectively cover a support having, for example, a porosity on its surface. In this case, especially when the viscosity of the coating solution is important, a layer is formed mainly on the surface but without penetrating into the pores thereby making a portion of the surface of the support inaccessible, as shown schematically. , in Figure 2, which illustrates a sectional view of a substrate having on its surface an open porosity 9 and a layer of material 11 deposited solely on the surface without reaching the inner surface of the pores. In view of what exists and the drawbacks inherent in the embodiments of the prior art, the inventors have set themselves the objective of proposing a method of manufacturing a deposited electrolytic material, wet, in the form of a layer on the surface of a substrate having, on its surface, pores and / or reliefs and which makes it possible to access a filling of the substrate porosity or of the reliefs present on the surface of the substrate and to obtain in the end a layer of homogeneous thickness on this substrate.
EXPOSÉ DE L'INVENTION STATEMENT OF THE INVENTION
Pour ce faire, les inventeurs ont mis au point un procédé de dépôt d'un matériau sous forme d'une couche à la surface d'un substrat présentant, à sa surface, des pores et/ou des reliefs, ledit matériau étant un matériau électrolytique comprenant une matrice organique ou inorganique comprenant, en son sein, au moins un additif conducteur d'ions choisis parmi les sels conducteurs d'ions, les liquides ioniques ou les mélanges de ceux-ci, et éventuellement au moins un solvant organique et éventuellement au moins un additif inorganique du type oxyde, ledit procédé comprenant successivement les étapes suivantes : To do this, the inventors have developed a method of depositing a material in the form of a layer on the surface of a substrate having, on its surface, pores and / or reliefs, said material being a material electrolytic composition comprising an organic or inorganic matrix comprising, within it, at least one ion-conducting additive selected from ion-conducting salts, ionic liquids or mixtures thereof, and optionally at least one organic solvent and optionally at least one inorganic additive of the oxide type, said process comprising successively the following steps:
- au moins une première étape de dépôt, par voie humide, à la surface du substrat, d'une première solution comprenant les ingrédients du matériau et/ou des précurseurs de tout ou partie desdits ingrédients, ladite première solution présentant une viscosité prédéterminée ;  - At least a first step of depositing, wet, on the surface of the substrate, a first solution comprising the ingredients of the material and / or precursors of all or part of said ingredients, said first solution having a predetermined viscosity;
- au moins une deuxième étape de dépôt, par voie humide, à la surface du substrat d'une deuxième solution comprenant les ingrédients du matériau et/ou des précurseurs de tout ou partie desdits ingrédients, ladite deuxième solution présentant une viscosité supérieure à la viscosité de la première solution.  at least a second wet deposition step on the surface of the substrate of a second solution comprising the ingredients of the material and / or precursors of all or part of said ingredients, said second solution having a viscosity greater than the viscosity of the first solution.
Ainsi, en jouant sur l'utilisation de deux solutions à viscosités différentes et plus spécifiquement, en jouant sur l'utilisation d'une première solution présentant une viscosité donnée moindre que celle de la deuxième solution, il est possible d'accéder, dans un premier temps, à un dépôt avec les ingrédients de la première solution qui vont pénétrer au cœur du substrat et se déposer dans toutes les tortuosités de ce dernier puis, dans un deuxième temps, à un dépôt plus épais qui va, si besoin est, compléter le remplissage des tortuosités du substrat et aboutir à une couche de matériau d'épaisseur homogène lissant la surface du substrat. En outre, du fait que la première solution et la deuxième solution comportent toutes deux les ingrédients du matériau électrolytique ou des précurseurs de ceux-ci, il est ainsi aussi possible de contrôler la teneur de ces ingrédients dans le matériau final (notamment celle de l'additif conducteur d'ions), en contrôlant la teneur de ceux-ci à la fois dans la première solution et dans la deuxième solution. Le dépôt de la première solution ne peut donc pas entraîner un effet de dilution des ingrédients de la deuxième solution, du fait que chacune de ces couches comporte ces ingrédients. Thus, by playing on the use of two solutions with different viscosities and more specifically, by playing on the use of a first solution having a given viscosity less than that of the second solution, it is possible to access, in a first step, a deposit with the ingredients of the first solution which will penetrate to the heart of the substrate and be deposited in all the tortuosities of the latter then, in a second step, to a thicker deposit which will, if necessary, complete the filling of the tortuosities of the substrate and result in a layer of material of uniform thickness smoothing the surface of the substrate. In addition, since the first solution and the second solution both contain the ingredients of the electrolytic material or precursors thereof, it is also possible to control the content of these ingredients in the final material (especially that of the ion-conducting additive), controlling the content thereof in both the first solution and the second solution. The deposition of the first solution can not therefore cause a dilution effect of the ingredients of the second solution, because each of these layers comprises these ingredients.
On précise, dans ce qui précède et ce qui suit, que par viscosité, on entend généralement la viscosité dynamique (exprimée classiquement en Pa.s), laquelle peut être déterminée par des mesures de rhéologie en cisaillement. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES  In what precedes and what follows, it is pointed out that viscosity generally means dynamic viscosity (conventionally expressed in Pa.s), which can be determined by shear rheology measurements. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
La figure 1 illustre les différentes étapes classiques de la technique de trempage-retrait. Figure 1 illustrates the different conventional steps of the soak-shrink technique.
La figure 2 illustre une vue en coupe d'un substrat présentant à sa surface une porosité ouverte et une couche de matériau déposée uniquement en surface sans atteindre la surface interne des pores.  FIG. 2 illustrates a sectional view of a substrate having on its surface an open porosity and a layer of material deposited only at the surface without reaching the inner surface of the pores.
La figure 3 illustre une vue en coupe d'un substrat présentant à sa surface une porosité ouverte et une couche de matériau remplissant la porosité du substrat et formant en surface une couche uniforme. La figure 4 illustre les différentes étapes mises en œuvre selon un mode de réalisation de l'invention avec l'utilisation de la technique de trempage-retrait. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION FIG. 3 illustrates a sectional view of a substrate having on its surface an open porosity and a layer of material filling the porosity of the substrate and forming a uniform layer on the surface. FIG. 4 illustrates the different steps implemented according to one embodiment of the invention with the use of the soak-shrink technique. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A titre d'exemple, la figure 3 illustre une vue schématique d'un substrat présentant à sa surface une porosité ouverte 13 et une couche de matériau 15 remplissant la porosité du substrat et formant en surface une couche uniforme, la couche de matéria u éta nt obtenue par la mise en œuvre du procédé de l'invention.  By way of example, FIG. 3 illustrates a schematic view of a substrate having on its surface an open porosity 13 and a layer of material 15 filling the porosity of the substrate and forming on the surface an even layer, the layer of material which is obtained by the implementation of the method of the invention.
Que ce soient pour la première et la deuxième éta pes de dépôt, la première solution comme la deuxième solution comprennent les ingrédients constitutifs du matériau électrolytique et/ou des précurseurs de tout ou pa rtie desdits ingrédients.  Whether for the first and second stages of deposition, the first solution as the second solution comprises the constituent ingredients of the electrolytic material and / or precursors of all or part of said ingredients.
On précise par ingrédients du matériau électrolytique, qu'il s'agit des ingrédients entrant dans la constitution du matériau électrolytique formant la couche tandis que le ou lesdits précurseurs desdits ingrédients, le cas échéant, nécessiteront une transformation pour former lesdits ingrédients.  Ingredients of the electrolytic material are specified as being the ingredients in the constitution of the electrolytic material forming the layer while the precursor (s) of said ingredients, if any, will require transformation to form said ingredients.
En outre, la première solution et/ou la deuxième solution peuvent comprendre un ou plusieurs autres ingrédients, qui ne sont ni des ingrédients dudit matériau ni des précurseurs desdits ingrédients.  In addition, the first solution and / or the second solution may comprise one or more other ingredients, which are neither ingredients of said material nor precursors of said ingredients.
A titre d'exemple, lorsque la première solution et/ou la deuxième solution comportent un ou plusieurs précurseurs du ou desdits ingrédients du matériau, il peut s'agir d'au moins un additif de transformation du ou desdits précurseurs en ingrédient(s) dudit matériau, tels que, par exemple, des initiateurs de polymérisation lorsque le ou les précurseurs sont des monomères ou des prépolymères, tandis que le ou les ingrédients sont des polymères.  By way of example, when the first solution and / or the second solution comprise one or more precursors of the one or more ingredients of the material, it may be at least one additive for the transformation of the precursor (s) into the ingredient (s). of said material, such as, for example, polymerization initiators when the precursor (s) are monomers or prepolymers, while the one or more ingredients are polymers.
Par ailleurs, ces autres ingrédients peuvent être des solvants organiques ou aqueux. Il s'entend que les ingrédients et les précurseurs susmentionnés sont fonction du matériau électrolytique, que l'on souhaite obtenir pour revêtir le substrat, de plus amples détails étant fournis ci-dessous. Moreover, these other ingredients can be organic or aqueous solvents. It is understood that the aforementioned ingredients and precursors are a function of the electrolytic material desired to coat the substrate, further details are provided below.
Le procédé de l'invention est destiné à l'obtention d'une couche de matériau électrolytique, c'est-à-dire un matériau apte à remplir la fonction d'électrolyte, par exemple, dans des dispositifs de stockage d'énergie, tels que les batteries ou les condensateurs, et pouvant présenter une épaisseur inférieure à 500 μιη et, de préférence, inférieure à 50 μιη, un tel matériau électrolytique pouvant comprendre, par exemple, une matrice organique ou inorganique qui va conférer les propriétés mécaniques au matériau et qui comprend, en son sein, au moins un additif conducteur d'ions (qui peut être un sel conducteur d'ions, tel qu'un sel de lithium, un liquide ionique ou des mélanges de ceux-ci) et éventuellement au moins un solvant organique et éventuellement au moins un additif inorganique du type oxyde pour renforcer les propriétés mécaniques du matériau. La première solution et la deuxième solution peuvent comprendre, comme ingrédients du matériau électrolytique ou précurseurs de ceux-ci :  The method of the invention is intended to obtain a layer of electrolytic material, that is to say a material capable of performing the function of electrolyte, for example, in energy storage devices, such as batteries or capacitors, and which may have a thickness of less than 500 μιη and preferably less than 50 μιη, such an electrolytic material may comprise, for example, an organic or inorganic matrix which will confer the mechanical properties on the material and which comprises, within it, at least one ion-conducting additive (which may be an ion-conducting salt, such as a lithium salt, an ionic liquid or mixtures thereof) and optionally at least one an organic solvent and optionally at least one inorganic additive of the oxide type to enhance the mechanical properties of the material. The first solution and the second solution may include, as ingredients of the electrolytic material or precursors thereof:
- un ou plusieurs polymères pour constituer une matrice organique ou des précurseurs de ceux-ci, tels que des monomères ou prépolymères ;  one or more polymers for constituting an organic matrix or precursors thereof, such as monomers or prepolymers;
- un ou plusieurs additifs conducteurs d'ions choisis parmi les sels conducteurs d'ions, les liquides ioniques ou les mélanges de ceux-ci ;  one or more ion-conducting additives selected from ion-conducting salts, ionic liquids or mixtures thereof;
- éventuellement, un ou plusieurs solvants organiques ; et optionally, one or more organic solvents; and
- éventuellement, un ou plusieurs additifs inorganiques du type oxydes ; optionally, one or more inorganic additives of the oxides type;
et, en cas de présence de monomère(s) ou prépolymère(s), peuvent comprendre un initiateur de polymérisation pour la transformation du ou des monomères ou prépolymères en polymères  and, in the presence of monomer (s) or prepolymer (s), may comprise a polymerization initiator for converting the monomer (s) or prepolymer (s) into polymer (s)
A titres d'exemples de polymères pouvant constituer une matrice organique et pouvant constituer des ingrédients de la première solution et de la deuxième solution, on peut mentionner les polyfluorures de vinylidène (PVDF), les polyméthacrylates de méthyle (PMMA), les polyacrylonitriles (PAN), les copolymères poly(fluorure de vinylidène-co-hexafluoropropylène) (PVDF-HFP). As examples of polymers that can constitute an organic matrix and can be ingredients of the first solution and the second solution, there may be mentioned polyvinylidene fluorides (PVDF), polymethyl methacrylates (PMMA), polyacrylonitriles (PAN), poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) copolymers (PVDF-HFP).
A titres d'exemples de précurseurs de polymères, on peut mentionner le diméthacrylate de bisphénol-A éthoxylé (BEMA), un méthacrylate de polyéthylèneglycol (PEGMA), un diacrylate de poly(éthylèneglycol) (PEGDA), un diméthacrylate de poly(éthylèneglycol) (PEGDMA), un diacrylate de poly(propylèneglycol) (PPGDA), un diméthacrylate de poly(propylèneglycol) (PPGDMA), un méthacrylate de poly(éthylèneglycol) méthyléther (avec pour masse molaire moléculaire du poly(éthylèneglycol) 300, 500 ou 950 g/mol).  As examples of polymer precursors, mention may be made of ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate (BEMA), a polyethylene glycol methacrylate (PEGMA), a poly (ethylene glycol) diacrylate (PEGDA), a poly (ethylene glycol) dimethacrylate (PEGDMA), a poly (propylene glycol) diacrylate (PPGDA), a poly (propylene glycol) dimethacrylate (PPGDMA), a poly (ethylene glycol) methyl ether methacrylate (with a molecular weight of poly (ethylene glycol) 300, 500 or 950 g / mol).
A titre d'exemples d'additifs conducteur d'ions, on peut mentionner :  As examples of ion-conducting additives, mention may be made of:
- les sels conducteurs d'ions lithium, notamment lorsque le matériau électrolytique est destiné à un accumulateur au lithium, ces sels de lithium pouvant être LiCI, LiBr, Lil, LiCI04, LiBF4, LÏ PF6, LiAsF6, le b/'s(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI), le b/'s(trifluorosulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI) ; - the lithium ion conductive salt, especially when the electrolytic material is intended for a lithium secondary battery, the lithium salt may be LiCl, LiBr, Lil, LiCI0 4, LiBF 4, Li PF6, LiAsF 6, b / 's (fluorosulfonyl) imide lithium (LiFSI), the b / 's (trifluorosulfonyl) lithium imide (LiTFSI);
- des liquides ioniques, tels que des liquides ioniques résultant de l'association d'un cation choisi parmi un cation pipéridinium, un cation imidazolium, un cation pyrrolidinium, un cation pyridinium, un cation ammonium et d'un anion choisi parmi un anion b/'s(trifluorométhanesulfonyl)imidure, un anion b/'s(fluorosulfonyl)imidure, un anion acétate CH3COO", un anion b/'s(oxalato)borate B(C204)2", un anion bromure Br, un anion chlorure Cl", un anion iodure I", un anion tétrachloroaluminate AICI4 ~, un anion hexafluorophosphate PF6~, un anion tétrafluoroborate BF4 ~, un anion dicyanamide N3", un anion (C2H50)HP02~, un anion (CH30)HP02~, un anion hydrogénosulfate HS04 ", un anion méthanesulfonate CH3SO3", un anion trifluorométhanesulfonate ionic liquids, such as ionic liquids resulting from the combination of a cation chosen from a piperidinium cation, an imidazolium cation, a pyrrolidinium cation, a pyridinium cation, an ammonium cation and an anion chosen from an anion b / 's (trifluoromethanesulfonyl) imide, a anion b /' s (fluorosulfonyl) imide, acetate anion CH3COO ", an anion b / 's (oxalato) borate B (C 2 0 4) 2", a bromide anion Br, a chloride anion Cl " , anion iodide I " , anion tetrachloroaluminate AICI 4 ~ , anion hexafluorophosphate PF6 ~ , anion tetrafluoroborate BF 4 ~ , anion dicyanamide N3 " , anion (C2H50) HP02 ~ , anion (CH30 ) HP02 ~ , a hydrogen sulfate anion HS0 4 " , a methanesulfonate anion CH3SO3 " , a trifluoromethanesulfonate anion
A titre d'exemples de solvants organiques, on peut mentionner : - les solvants carbonates, tels que le carbonate de propylène, le carbonate d'éthylène, le carbonate de diméthyle, le carbonate de diéthyle ; As examples of organic solvents, mention may be made of: carbonate solvents, such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate;
- les solvants nitriles, tels que le succinonitrile, le glutaronitrile, le butyronitrile ;  nitrile solvents, such as succinonitrile, glutaronitrile, butyronitrile;
- les solvants esters, tels que le formiate d'éthyle, le formiate de méthyle ; et  ester solvents, such as ethyl formate, methyl formate; and
- les solvants cétones, tels que l'acétone.  ketone solvents, such as acetone.
A titre d'exemples d'additifs inorganiques du type oxydes, on peut mentionner des particules de Ti02, de Si02, de MgO, de Zr02, de AI2Û3, de BaTi03. As an inorganic oxidic additives examples there may be mentioned particles of Ti0 2, Si0 2, MgO, Zr0 2, AI 2 u3 of BaTi0 3.
Enfin, lorsque la première solution et/ou la deuxième solution comprennent au moins un initiateur de polymérisation, celui-ci peut être un photoinitiateur (ou initiateur de photopolymérisation) et, plus spécifiquement, un initiateur de photopolymérisation UV, tel que du 2-hydroxy-2-méthyl-l,l- phénylpropan-l-one (dit HMPP, commercialisé sous la marque Darocur® 1173), l'azobisisobutyronitrile (AiBN), le 2-diméthoxy-2-phénylacétophénone (DMPA), la benzophénone (BP), le p-xylène-b/'s(N,N-diéthyldithiocarbamate) (XDT). Finally, when the first solution and / or the second solution comprise at least one polymerization initiator, the latter may be a photoinitiator (or photopolymerization initiator) and, more specifically, a UV photopolymerization initiator, such as 2-hydroxy -2-methyl-l- phenylpropan-l-one (HMPP said, sold under the trademark Darocur ® 1173), azobisisobutyronitrile (AIBN), 2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPA), benzophenone (BP ), p-xylene-b / 's (N, N-diethyldithiocarbamate) (XDT).
Il est précisé plus haut que le matériau électrolytique peut comprendre une matrice inorganique. Plus spécifiquement, il peut s'agir d'une matrice en silice. Dans ce cas de figure, la première solution et la deuxième solution peuvent comprendre un ou plusieurs précurseurs de silice, tels que des composés alcoxydes de silicium, par exemple, du tétraéthoxysilane, du méthyltriméthoxysilane, du tétraméthylorthosilicate, du triéthoxysilane et des mélanges de ceux-ci, les autres ingrédients du matériau mentionnés plus haut au sujet du matériau électrolytique comprenant une matrice organique (à savoir, les additifs conducteurs d'ions, les solvants organiques, les additifs inorganiques du type oxydes) étant valables également pour ce cas de figure. Il s'entend que ces exemples d'ingrédients ou de précurseurs ne sont pas exhaustifs et peuvent être différents selon le matériau de revêtement que l'on souhaite obtenir. It is stated above that the electrolytic material may comprise an inorganic matrix. More specifically, it may be a silica matrix. In this case, the first solution and the second solution can comprise one or more silica precursors, such as silicon alkoxide compounds, for example tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, tetramethylorthosilicate, triethoxysilane and mixtures of these. ci, the other ingredients of the material mentioned above about the electrolytic material comprising an organic matrix (ie, ion-conductive additives, organic solvents, inorganic additives of the oxides type) being valid also for this case. It is understood that these examples of ingredients or precursors are not exhaustive and may be different depending on the coating material that is desired.
Le substrat utilisé peut être une électrode, par exemple, positive ou négative, ladite électrode pouvant comporter :  The substrate used may be an electrode, for example, positive or negative, said electrode may comprise:
- un support collecteur de courant, par exemple, sous forme d'un feuillard métallique, par exemple, en aluminium, en cuivre, en nickel, en titane, en argent, en or, en chrome, en tungstène ou en platine ou en alliage de ceux-ci ;  a current-collecting medium, for example, in the form of a metal strip, for example aluminum, copper, nickel, titanium, silver, gold, chromium, tungsten or platinum or an alloy of these ;
- sur une face du support collecteur de courant, une couche active comportant le matériau actif de l'électrode et éventuellement un matériau conducteur de l'électricité.  - On one side of the current collector support, an active layer comprising the active material of the electrode and optionally an electrically conductive material.
Dans ce cas de figure, la couche active mentionnée ci-dessus est une couche poreuse, qui sert de base de dépôt pour la mise en œuvre du procédé de l'invention.  In this case, the active layer mentioned above is a porous layer, which serves as a deposit base for the implementation of the method of the invention.
A titre d'exemples de matériau actif d'électrode, on peut citer les matériaux d'intercalation du lithium utilisables pour des accumulateurs au lithium, de tels matériaux pouvant être choisis parmi :  As examples of active electrode material, mention may be made of lithium intercalation materials that can be used for lithium storage batteries, such materials being able to be chosen from:
- les matériaux de formule ÛMO2, dans laquelle M est choisi parmi Co, Fe, Ni, M n ou de formule LiM204 dans laquelle M est Mn ; the materials of formula wherein MO is chosen from Co, Fe, Ni, M n or of formula LiM20 4 in which M is Mn;
- les matériaux de formule LiMxMn2 x04, dans laquelle 0≤x≤0,5 et M est choisi parmi Ni, Co, Fe, Ti ; the materials of formula LiM x Mn2 x0 4 , in which 0≤x≤0.5 and M is chosen from Ni, Co, Fe, Ti;
- les matériaux de formule LiMP04, dans laquelle M est Fe outhe materials of formula LiMPO 4 , in which M is Fe or
Co ; Co;
- le matériau de formule Li4TisOi2. the material of formula Li 4 TiO 2.
A titre d'exemples de matériau conducteur de l'électricité, on peut mentionner du noir de carbone, du noir d'acétylène, des fibres de carbone, des nanotubes de carbone, des particules métalliques et des mélanges de ceux-ci. Ce type de substrat peut être obtenu par des techniques classiques de dépôt sous vide (PVD, CVD, LPCVD, évaporation thermique) ou des techniques de dépôt par voie humide telles que celles explicitées ci-dessous. As examples of electrically conductive material, there may be mentioned carbon black, acetylene black, carbon fibers, carbon nanotubes, metal particles and mixtures thereof. This type of substrate can be obtained by conventional vacuum deposition techniques (PVD, CVD, LPCVD, thermal evaporation) or wet deposition techniques such as those explained below.
En variante, l'électrode formant substrat peut être composée directement d'un matériau capable de former un alliage avec le lithium, tel que Bi, Sb, Si, Sn, Zn, Ni, Cd, Ce, Co, Fe, Mg, Ge ou capable de former un composé défini avec le lithium, tels que des composés sulfures ou encore des composés fluorures.  Alternatively, the substrate electrode may be directly composed of a material capable of forming an alloy with lithium, such as Bi, Sb, Si, Sn, Zn, Ni, Cd, Ce, Co, Fe, Mg, Ge or capable of forming a defined compound with lithium, such as sulfide compounds or fluoride compounds.
L'électrode formant substrat peut être enfin une électrode en lithium métallique, par exemple, formée de fibres de lithium métallique.  The substrate electrode may finally be a lithium metal electrode, for example, formed of lithium metal fibers.
Enfin, le substrat selon des applications différentes des accumulateurs peut être un substrat isolant, tel qu'une tranche de silicium (pouvant être désignée également comme un wafer de silicium), du verre, du quartz, une céramique, un matériau plastique tel que du Kapton®, du Mylar®. Finally, the substrate according to different applications of the accumulators may be an insulating substrate, such as a silicon wafer (which may also be designated as a silicon wafer), glass, quartz, a ceramic, a plastic material such as Kapton ® , Mylar ® .
Comme mentionné ci-dessus, le procédé de l'invention comprend une première étape de dépôt, par voie humide, à la surface d'un substrat, d'une première solution présentant une viscosité donnée. Il s'entend que la viscosité sera choisie par l'homme du métier de sorte à ce que la solution puisse être déposée dans la porosité du substrat et/ou sur la surface interne des reliefs du substrat, la viscosité appropriée pouvant être déterminée par des essais préalables. Pour atteindre la viscosité donnée de la première solution, l'homme du métier pourra jouer sur la nature des ingrédients, par exemple, l'utilisation d'un solvant organique ou aqueux faisant office de diluant et/ou sur la quantité utilisée d'un ingrédient et/ou sur la température de la première solution.  As mentioned above, the method of the invention comprises a first step of depositing, wet, on the surface of a substrate, a first solution having a given viscosity. It is understood that the viscosity will be chosen by those skilled in the art so that the solution can be deposited in the porosity of the substrate and / or on the internal surface of the reliefs of the substrate, the appropriate viscosity being determined by preliminary tests. In order to achieve the given viscosity of the first solution, those skilled in the art will be able to play on the nature of the ingredients, for example the use of an organic or aqueous diluent solvent and / or the amount of ingredient and / or the temperature of the first solution.
Après la mise en œuvre de la première étape de dépôt et avant la mise en œuvre de la deuxième étape de dépôt, le procédé peut comprendre une étape de séchage, de sorte à permettre, le cas échéant, l'évaporation de tout ou partie du solvant utilisé dans la première étape de dépôt. Lorsque la première solution comprend un ou plusieurs précurseurs d'un ou des ingrédients destinés à constituer le matériau, le procédé de l'invention peut comprendre également, après la mise en œuvre de la première étape de dépôt et l'éventuelle étape de séchage et avant la mise en œuvre de la deuxième étape de dépôt, une étape de transformation du ou desdits précurseurs en le ou lesdits ingrédients. After the implementation of the first deposition step and before the implementation of the second deposition step, the method may comprise a drying step, so as to allow, where appropriate, the evaporation of all or part of the solvent used in the first deposition step. When the first solution comprises one or more precursors of one or more ingredients intended to constitute the material, the process of the invention may also comprise, after the implementation of the first deposition step and the possible drying step and before the implementation of the second deposition step, a step of converting said precursor (s) into said one or more ingredients.
A titre d'exemple, lorsque le ou lesdits précurseurs sont des monomères ou prépolymères tels que ceux mentionnés ci-dessus, l'étape de transformation est une étape de polymérisation. De manière particulière, si l'on prend pour exemple une première solution destinée à constituer un matériau électrolytique et comprenant, entre autres, un monomère BEMA et un photoinitiateur 2-hydroxy-2-méthyl-l,l-phénylpropan-l-one (HMPP), l'étape de polymérisation peut consister en une photopolymérisation UV pouvant utiliser une longueur d'onde optimale de 365 nm pour une puissance comprise entre 3 et 40 mW/cm2 et une dose variant de 0,2 à 0,5 mWh/cm2. Il s'entend toutefois que, selon les paramètres physico-chimiques visés, notamment en termes de propriétés mécaniques et électrochimiques, la dose et la puissance d'insolation pourront varier. A titre d'exemple, à dose équivalente, une puissance faible et une durée de dépôt longue peuvent contribuer à favoriser de bonnes propriétés de conduction ionique, alors qu'une forte puissance pratiquée pendant une durée courte peut favoriser une bonne tenue mécanique du matériau. By way of example, when the precursor (s) are monomers or prepolymers such as those mentioned above, the transformation step is a polymerization step. In particular, taking for example a first solution intended to constitute an electrolytic material and comprising, inter alia, a BEMA monomer and a photoinitiator 2-hydroxy-2-methyl-1,1-phenylpropan-1-one ( HMPP), the polymerization step may consist of UV curing which can use an optimal wavelength of 365 nm for a power of between 3 and 40 mW / cm 2 and a dose ranging from 0.2 to 0.5 mWh / cm 2 . However, it is understood that, depending on the physico-chemical parameters, particularly in terms of mechanical and electrochemical properties, the dose and power of insolation may vary. For example, at an equivalent dose, a low power and a long deposition time can contribute to promoting good ion conduction properties, while a high power for a short time can promote a good mechanical strength of the material.
A titre d'exemple, lorsque la première solution et/ou la deuxième solution comprend, comme précurseurs, des précurseurs de silice, tels que des alcoxydes de silicium, l'étape de transformation est une étape d'hydrolyse-condensation desdits précurseurs.  By way of example, when the first solution and / or the second solution comprises, as precursors, silica precursors, such as silicon alkoxides, the transformation step is a hydrolysis-condensation step of said precursors.
Enfin, après la première étape de dépôt et les éventuelles étapes mentionnées ci-dessus, le procédé de l'invention comprend une deuxième étape de dépôt d'une deuxième solution présentant une viscosité supérieure à la viscosité de la première solution. Pour atteindre cette viscosité supérieure à la viscosité de la première solution, il peut être joué sur l'un au moins des facteurs suivants : Finally, after the first deposition step and the possible steps mentioned above, the method of the invention comprises a second step of depositing a second solution having a viscosity greater than the viscosity of the first solution. To achieve this viscosity higher than the viscosity of the first solution, it can be played on at least one of the following factors:
- l'utilisation d'un solvant en quantité moindre par rapport à celui utilisé dans la première solution ; et/ou  the use of a solvent in a smaller amount than that used in the first solution; and or
- l'utilisation d'une température moindre par rapport à celle de la première solution ; et/ou  the use of a lower temperature compared to that of the first solution; and or
- l'utilisation d'au moins un ingrédient, tel qu'un sel, en concentration supérieure par rapport à la première solution.  the use of at least one ingredient, such as a salt, in a higher concentration relative to the first solution.
Après la mise en œuvre de la deuxième étape de dépôt, le procédé de l'invention peut comprendre une étape de séchage de sorte à permettre, le cas échéant, l'évaporation de tout ou partie du solvant utilisé lors de cette étape et lorsque la deuxième solution comprend un ou plusieurs précurseurs d'un ou des ingrédients destinés à constituer le matériau, le procédé de l'invention peut comprendre une étape de transformation du ou desdits précurseurs en le ou lesdits ingrédients.  After the implementation of the second deposition step, the method of the invention may comprise a drying step so as to allow, where appropriate, the evaporation of all or part of the solvent used during this step and when the second solution comprises one or more precursors of one or more ingredients intended to constitute the material, the method of the invention may comprise a step of transforming said precursor (s) into said one or more ingredients.
Que ce soient pour la première et la deuxième étapes de dépôt, celles-ci sont réalisées par voie humide, c'est-à-dire une voie impliquant l'utilisation de solutions, les techniques de dépôt adaptées au procédé de l'invention pouvant être une technique d'enduction, telle que la technique d'enduction centrifuge (connue sous l'appellation anglaise « spin-coating »), la technique de trempage-retrait (connue sous l'appellation anglaise « dip- coating »), une technique de pulvérisation, comme l'électropulvérisation (connue sous l'appellation anglaise « electrospray ») et des combinaisons de celles-ci avec une préférence pour le trempage-retrait, pour lequel le procédé est particulièrement adapté, sachant que cette technique peut être également couplée à d'autres techniques telles que celles explicitées ci-dessus.  For both the first and second deposition steps, these are carried out wet, that is to say a route involving the use of solutions, the deposition techniques adapted to the process of the invention being be a coating technique, such as the centrifugal coating technique (known as "spin-coating"), the so-called dip-coating technique, spraying technique, such as electrospray (known as "electrospray") and combinations thereof with a preference for soaking-shrinking, for which the process is particularly suitable, knowing that this technique can also be coupled with other techniques such as those explained above.
A titre d'exemple, la figure 4 illustre les différentes étapes mises en œuvre selon un mode de réalisation de l'invention avec l'utilisation de la technique de trempage-retrait avec : - pour la partie a), une opération de trempage consistant à introduire le substrat à revêtir 17 dans une première solution de revêtement 19 contenue dans un réservoir 21 et présentant une viscosité prédéterminée, le substrat étant introduit dans la solution selon une vitesse de trempage prédéterminée ; By way of example, FIG. 4 illustrates the different steps implemented according to one embodiment of the invention with the use of the soak-withdrawal technique with: for part a), a soaking operation consisting in introducing the substrate to be coated into a first coating solution contained in a reservoir and having a predetermined viscosity, the substrate being introduced into the solution at a predetermined soaking rate; ;
- pour la partie b), une opération d'immersion consistant à laisser le substrat immergé dans la première solution (sans appliquer de mouvement au substrat) pendant une durée donnée ;  - for part b), an immersion operation of leaving the substrate immersed in the first solution (without applying motion to the substrate) for a given duration;
- pour la partie c), une opération de retrait consistant, comme sa dénomination l'indique, à retirer le substrat de la première solution de revêtement, ce retrait étant réalisé selon une vitesse de retrait prédéterminée ;  for part c), a removal operation consisting, as its name indicates, of removing the substrate from the first coating solution, this removal being carried out at a predetermined withdrawal speed;
- pour la partie d), une opération de trempage-immersion du substrat ainsi revêtu dans une deuxième solution de revêtement 23 et présentant une viscosité supérieure à celle de la première solution ; et  for part d), a dipping-immersion operation of the substrate thus coated in a second coating solution 23 and having a viscosity greater than that of the first solution; and
- pour la partie e), une opération de retrait consistant à retirer le substrat de la deuxième solution de revêtement, ce retrait étant réalisé selon une vitesse de retrait prédéterminée.  for part e), a removal operation consisting in removing the substrate from the second coating solution, this removal being carried out at a predetermined withdrawal speed.
Pour des raisons de simplification, pour l'étape de trempage- retrait impliquant la deuxième solution, l'opération de trempage et l'opération d'immersion ont été représentées ensemble sur la partie d) de la figure 4.  For reasons of simplification, for the soaking-removal step involving the second solution, the soaking operation and the immersion operation were shown together in part d) of FIG. 4.
Enfin, il est à noter que, outre les première et deuxième étapes de dépôt, le procédé de l'invention peut comprendre d'autres étapes de dépôt selon les caractéristiques du matériau que l'on souhaite obtenir.  Finally, it should be noted that, in addition to the first and second deposition steps, the method of the invention may comprise other deposition steps according to the characteristics of the material that it is desired to obtain.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront du complément de description qui suit et qui se rapporte à un mode de réalisation particulier.  Other features and advantages of the invention will emerge from the additional description which follows and which relates to a particular embodiment.
Bien entendu, ce complément de description n'est donné qu'à titre d'illustration de l'invention et n'en constitue en aucun cas une limitation. MODE DE REALISATION PARTICULIER Of course, this additional description is only given as an illustration of the invention and does not in any way constitute a limitation. PARTICULAR EMBODIMENT
Cet exemple illustre la préparation d'un ensemble électrode- électrolyte et plus particulièrement d'une électrode poreuse revêtue sur l'une de ses faces par une couche d'électrolyte gélifié réalisée par la mise en œuvre d'un procédé conforme à l'invention, le substrat de dépôt étant constitué par l'électrode.  This example illustrates the preparation of an electrode-electrolyte assembly and more particularly of a porous electrode coated on one of its faces by a layer of gelled electrolyte produced by the implementation of a method according to the invention. , the deposition substrate being constituted by the electrode.
Plus spécifiquement, l'électrode formant le substrat est composée d'un collecteur de courant métallique, par exemple, un feuillard en aluminium, surmontée d'une couche d'un matériau composite comprenant une matrice polymérique en polyfluorure de vinylidène (PVDF) dans laquelle sont dispersés le matériau actif d'électrode (ici, du L1C0O2) et un matériau carboné conducteur électronique (ici, du noir de carbone SuperP). Cette couche est déposée sur le collecteur de courant par enduction d'une encre comprenant les ingrédients susmentionnés et un solvant organique, l'encre ainsi déposée étant ensuite séchée pour éliminer le solvant organique. La couche résultante est ensuite soumise à un calandrage pour obtenir une épaisseur uniforme de 17 μιη.  More specifically, the electrode forming the substrate is composed of a metal current collector, for example an aluminum strip, surmounted by a layer of a composite material comprising a polyvinylidene fluoride (PVDF) polymer matrix in which the active electrode material (here, L1COO2) and an electronically conductive carbonaceous material (here, SuperP carbon black) are dispersed therein. This layer is deposited on the current collector by coating an ink comprising the aforementioned ingredients and an organic solvent, the ink thus deposited being then dried to remove the organic solvent. The resulting layer is then subjected to calendering to obtain a uniform thickness of 17 μιη.
La couche de matériau composite déposée à la surface du collecteur présente une porosité de 50% (correspondant au taux de vide dans l'électrode) avec des diamètres moyens de pores débouchants allant de 100 nm à 10 μιη déterminés par microscopie par ba layage électronique, cette couche servant de base de dépôt pour la couche d'électrolyte gélifié.  The layer of composite material deposited on the surface of the collector has a porosity of 50% (corresponding to the rate of vacuum in the electrode) with mean pore diameters ranging from 100 nm to 10 μιη determined by electron microscopy, this layer serving as a deposition base for the gelled electrolyte layer.
Pour la réalisation de cette couche d'électrolyte gélifié, il est procédé à la préparation de deux solutions distinctes : une première solution présentant une viscosité faible, de l'ordre de 0,08 Pa.s et une deuxième solution présentant une viscosité plus importante, de l'ordre de 0,18 Pa.s.  For the production of this gelled electrolyte layer, two distinct solutions are prepared: a first solution having a low viscosity, of the order of 0.08 Pa.s, and a second solution having a higher viscosity. , of the order of 0.18 Pa.s.
Pour la réalisation de la première solution, il est procédé :  For the realization of the first solution, it is proceeded:
- dans un premier temps, à la préparation d'un premier mélange comprenant 7,68 g d'un liquide ionique (le b/'s(fluorosulfonyl)imidure de N- propyl-N-méthylpyrrolidinium) et 5,12 g d'un sel de lithium (le b/'s(fluorosulfonyl)imidure de lithium) soit des proportions molaires de 1 :1 ; - in a first step, preparing a first mixture comprising 7.68 g of an ionic liquid (b / 's (fluorosulfonyl) imide N- propyl-N-methylpyrrolidinium) and 5.12 g of a lithium salt (b / 's (fluorosulfonyl) imide lithium) or molar proportions of 1: 1;
- dans un deuxième temps, à l'ajout au premier mélange précité d'un second mélange comprenant deux monomères : 2,24 g de diméthacrylate de bisphénol-A éthoxylé (BEMA) et 0,96 g de méthacrylate de polyéthylèneglycol de masse molaire 500 g/mol (PEGMA) dans des proportions massiques 70 :30 ;  - in a second step, adding to the first mixture mentioned above a second mixture comprising two monomers: 2.24 g of ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate (BEMA) and 0.96 g of polyethylene glycol methacrylate molar mass 500 g / mol (PEGMA) in 70: 30 mass proportions;
- dans un troisième temps, à l'ajout au mélange résultant de 450 μί d'un initiateur de photopolymérisation : le Darocur® 1173 correspondant à du 2-hydroxy-2-méthyl-l,l-phénylpropan-l-one (HMPP) ; et - in a third step, the addition to the resulting mixture of 450 μί of a photopolymerization initiator: Darocur ® 1173 corresponding to 2-hydroxy-2-methyl-1, 1-phenylpropan-1-one (HMPP) ; and
- dans un quatrième temps, à l'ajout de 4 g d'un solvant, le formiate de méthyle correspondant à une proportion massique de 20% pour fluidifier le mélange et le faire passer d'une viscosité de 1,2 Pa.s à 0,08 Pa.s.  - In a fourth step, the addition of 4 g of a solvent, methyl formate corresponding to a mass proportion of 20% to fluidize the mixture and pass a viscosity of 1.2 Pa.s to 0.08 Pa.s.
Pour la réalisation de la seconde solution, il est procédé de la même façon que pour la première solution, si ce n'est que la proportion de formiate de méthyle utilisée est moindre (10% massique, soit 2 g, au lieu de 20% massique), de sorte à obtenir une solution présentant une viscosité plus importante (0,18 Pa.s pour la seconde solution au lieu de 0,08 Pa.s pour la première solution).  For carrying out the second solution, the procedure is the same as for the first solution, except that the proportion of methyl formate used is less (10% by weight, ie 2 g, instead of 20% mass), so as to obtain a solution having a higher viscosity (0.18 Pa.s for the second solution instead of 0.08 Pa.s for the first solution).
Une fois les deux solutions ainsi préparées, l'électrode définie précédemment est soumise à une première étape de trempage-retrait avec la première solution selon les modalités suivantes :  Once the two solutions thus prepared, the electrode defined above is subjected to a first step of soaking-withdrawal with the first solution in the following manner:
- une opération d'immersion réalisée à une vitesse de - an immersion operation carried out at a speed of
75 mm/min ; 75 mm / min;
- une fois l'immersion complète de l'électrode, une opération de maintien de cette immersion pendant 1 minute ; et  - Once the complete immersion of the electrode, an operation of maintaining this immersion for 1 minute; and
- une opération de retrait à une vitesse de retrait de a withdrawal operation at a withdrawal speed of
75 mm/min. 75 mm / min.
Après retrait, l'électrode ainsi recouverte est laissée 10 minutes à l'air libre pour que le solvant formiate de méthyle s'évapore puis l'électrode est soumise à une irradiation UV à 5 mW/cm2 pendant 9 minutes pour engendrer la polymérisation du mélange de monomères BEMA/PEGMA. After removal, the electrode thus coated is left for 10 minutes in the open air for the methyl formate solvent to evaporate and then the electrode is subjected to UV irradiation at 5 mW / cm 2 for 9 minutes to generate the polymerization of the BEMA / PEGMA monomer mixture.
Puis l'électrode est soumise à une deuxième étape de trempage-retrait avec la seconde solution selon les mêmes modalités que celles exposées ci-dessus au sujet du trempage-retrait avec la première solution. Une fois le retrait total effectué, l'électrode ainsi recouverte est de nouveau soumise à une étape de séchage et à une étape d'irradiation UV telles que définies ci- dessus.  Then the electrode is subjected to a second step of soaking-withdrawal with the second solution in the same manner as those described above for the soaking-removal with the first solution. Once the total shrinkage has been carried out, the electrode thus coated is again subjected to a drying step and to a UV irradiation step as defined above.
Il en résulte ainsi une électrode dont la couche de matériau composite est recouverte d'une couche de matériau électrolytique et, plus spécifiquement, une couche d'électrolyte gélifié, à savoir un électrolyte comprenant un gel issu de la polymérisation des monomères susmentionnés maintenant, en son sein, l'électrolyte liquide résultant du mélange du liquide ionique et du sel ionique mentionnés plus haut. La couche d'électrolyte gélifié présente une épaisseur allant de 2(^ 35 μιη.  This results in an electrode whose layer of composite material is covered with a layer of electrolytic material and, more specifically, a layer of gelled electrolyte, namely an electrolyte comprising a gel resulting from the polymerization of the monomers mentioned above, in this case. its breast, the liquid electrolyte resulting from the mixing of the ionic liquid and the ionic salt mentioned above. The gelled electrolyte layer has a thickness of 2 (35 μιη.
Il ressort aussi clairement de cet exemple, que la première étape de trempage-retrait avec la première solution moins visqueuse permet d'acheminer l'électrolyte jusqu'au cœur du matériau composite et la seconde étape de trempage-retrait permet la finalisation du dépôt sous forme d'une couche d'électrolyte en surface suffisamment épaisse pour jouer le rôle d'électrolyte solide et de séparateur.  It is also clear from this example, that the first step of soaking-withdrawal with the first less viscous solution allows to route the electrolyte to the core of the composite material and the second step of soaking-withdrawal allows the finalization of the deposit under form of a thick enough surface electrolyte layer to act as solid electrolyte and separator.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de dépôt d'un matériau sous forme d'une couche à la surface d'un substrat présentant, à sa surface, des pores et/ou des reliefs, ledit matériau étant un matériau électrolytique comprenant une matrice organique ou inorganique comprenant, en son sein, au moins un additif conducteur d'ions choisis parmi les sels conducteurs d'ions, les liquides ioniques ou les mélanges de ceux-ci, et éventuellement au moins un solvant organique et éventuellement au moins un additif inorganique du type oxyde, ledit procédé comprenant successivement les étapes suivantes : A method of depositing a material in the form of a layer on the surface of a substrate having, on its surface, pores and / or reliefs, said material being an electrolytic material comprising an organic or inorganic matrix comprising within it, at least one ion-conducting additive selected from ion-conducting salts, ionic liquids or mixtures thereof, and optionally at least one organic solvent and optionally at least one oxide-type inorganic additive, said process successively comprising the following steps:
- au moins une première étape de dépôt, par voie humide, à la surface du substrat, d'une première solution comprenant les ingrédients du matériau et/ou des précurseurs de tout ou partie desdits ingrédients, ladite première solution présentant une viscosité prédéterminée ;  - At least a first step of depositing, wet, on the surface of the substrate, a first solution comprising the ingredients of the material and / or precursors of all or part of said ingredients, said first solution having a predetermined viscosity;
- au moins une deuxième étape de dépôt, par voie humide, à la surface du substrat d'une deuxième solution comprenant les ingrédients du matériau et/ou des précurseurs de tout ou partie desdits ingrédients, ladite deuxième solution présentant une viscosité supérieure à la viscosité de la première solution.  at least a second wet deposition step on the surface of the substrate of a second solution comprising the ingredients of the material and / or precursors of all or part of said ingredients, said second solution having a viscosity greater than the viscosity of the first solution.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la première solution et la deuxième solution comprennent, comme ingrédients du matériau électrolytique ou précurseurs de ceux-ci : The method of claim 1, wherein the first solution and the second solution comprise, as ingredients of the electrolytic material or precursors thereof:
- un ou plusieurs polymères pour constituer la matrice organique ou des précurseurs de ceux-ci, tels que des monomères ou prépolymères ;  one or more polymers for constituting the organic matrix or precursors thereof, such as monomers or prepolymers;
- un ou plusieurs additifs conducteurs d'ions choisis parmi les sels conducteurs d'ions, les liquides ioniques ou les mélanges de ceux-ci ;  one or more ion-conducting additives selected from ion-conducting salts, ionic liquids or mixtures thereof;
- éventuellement, un ou plusieurs solvants organiques ; et - éventuellement, un ou plusieurs additifs inorganiques du type oxydes. optionally, one or more organic solvents; and optionally, one or more inorganic additives of the oxides type.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, lorsque la première solution et la deuxième solution comprennent des monomères ou prépolymères, elles comprennent, en outre, un initiateur de polymérisation pour la transformation du ou des monomères ou prépolymères en polymères. The method of claim 2, wherein when the first solution and the second solution comprise monomers or prepolymers, they further comprise a polymerization initiator for converting the monomer or prepolymer to polymer.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat est une électrode. The method of any one of the preceding claims, wherein the substrate is an electrode.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'électrode comporte : The method of claim 4, wherein the electrode comprises:
- un support collecteur de courant sous forme d'un feuillard métallique ;  a current collector support in the form of a metal strip;
- sur une face du support collecteur de courant, une couche active comportant le matériau actif de l'électrode et éventuellement un matériau conducteur de l'électricité.  - On one side of the current collector support, an active layer comprising the active material of the electrode and optionally an electrically conductive material.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, après la mise en œuvre de la première étape de dépôt et avant la mise en œuvre de la deuxième étape de dépôt, une étape de séchage. 6. Method according to any one of the preceding claims, comprising, after the implementation of the first deposition step and before the implementation of the second deposition step, a drying step.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, après la mise en œuvre de la première étape de dépôt et l'éventuelle étape de séchage et avant la mise en œuvre de la deuxième étape de dépôt, une étape de transformation du ou desdits précurseurs en le ou lesdits ingrédients. 7. Method according to any one of the preceding claims, comprising, after the implementation of the first deposition step and the possible drying step and before the implementation of the second deposition step, a step of transforming the or said precursors in said one or more ingredients.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la viscosité de la deuxième solution supérieure à celle de la première solution est obtenue en intervenant sur l'un au moins des facteurs suivants : 8. Process according to any one of the preceding claims, in which the viscosity of the second solution greater than that of the first solution is obtained by acting on at least one of the following factors:
- l'utilisation d'un solvant en quantité moindre par rapport à celui utilisé dans la première solution ; et/ou  the use of a solvent in a smaller amount than that used in the first solution; and or
- l'utilisation d'une température moindre par rapport à celle de la première solution ; et/ou  the use of a lower temperature compared to that of the first solution; and or
- l'utilisation d'au moins un ingrédient en concentration supérieure par rapport à la première solution.  the use of at least one ingredient in a higher concentration relative to the first solution.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant après la mise en œuvre de la deuxième étape de dépôt, une étape de séchage. 9. Method according to any one of the preceding claims, comprising after the implementation of the second deposition step, a drying step.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première solution et/ou la deuxième solution comprennent, en outre, au moins un additif de transformation du ou desdits précurseurs en ingrédient(s) dudit matériau, lorsque la première solution et/ou la deuxième solution comportent un ou plusieurs précurseurs du ou desdits ingrédients du matériau. The process according to any one of the preceding claims, wherein the first solution and / or the second solution further comprises at least one additive for converting said precursor (s) into ingredient (s) of said material, when the first solution and / or the second solution comprise one or more precursors of the one or more ingredients of the material.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant après la mise en œuvre de la deuxième étape de dépôt, une étape de transformation du ou desdits précurseurs en le ou lesdits ingrédients. 11. Method according to any one of the preceding claims, comprising after the implementation of the second deposition step, a step of converting said precursor (s) into said one or more ingredients.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première et la deuxième étapes de dépôt sont réalisées par une technique d'enduction, telle que la technique d'enduction centrifuge, la technique de trempage-retrait ; une technique de pulvérisation, telle que l'électropulvérisation ; et des combinaisons de celles-ci. The method of any one of the preceding claims, wherein the first and second deposition steps are made by a coating technique, such as the centrifugal coating technique, the soaking-shrinking technique; a spraying technique, such as electrospray; and combinations thereof.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première et la deuxième étapes de dépôt sont réalisées par la technique de trempage-retrait. 13. The method of any one of the preceding claims, wherein the first and second deposition steps are performed by the soak-shrink technique.
PCT/FR2018/052331 2017-09-25 2018-09-24 Method for depositing an electrolytic material in the form of a layer on the surface of a substrate having pores and/or protrusions WO2019058080A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1758851A FR3071419A1 (en) 2017-09-25 2017-09-25 METHOD FOR DEPOSITING MATERIAL IN THE FORM OF A LAYER ON THE SURFACE OF A SUBSTRATE HAVING PORES AND / OR RELIEF
FR1758851 2017-09-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019058080A1 true WO2019058080A1 (en) 2019-03-28

Family

ID=61258304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2018/052331 WO2019058080A1 (en) 2017-09-25 2018-09-24 Method for depositing an electrolytic material in the form of a layer on the surface of a substrate having pores and/or protrusions

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3071419A1 (en)
WO (1) WO2019058080A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5700300A (en) * 1996-08-12 1997-12-23 Valence Technology, Inc. Electrolyte coating system for porous electrodes
JPH10149819A (en) * 1996-11-19 1998-06-02 Furukawa Battery Co Ltd:The Manufacture of paste type nickel electrode
JP2012016640A (en) 2010-07-06 2012-01-26 Nakata Coating Co Ltd Dip coating apparatus, compound dip coating apparatus, and dip coating method
US20130042467A1 (en) * 2011-08-18 2013-02-21 Masakazu Sanada Preparation process of all-solid battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5700300A (en) * 1996-08-12 1997-12-23 Valence Technology, Inc. Electrolyte coating system for porous electrodes
JPH10149819A (en) * 1996-11-19 1998-06-02 Furukawa Battery Co Ltd:The Manufacture of paste type nickel electrode
JP2012016640A (en) 2010-07-06 2012-01-26 Nakata Coating Co Ltd Dip coating apparatus, compound dip coating apparatus, and dip coating method
US20130042467A1 (en) * 2011-08-18 2013-02-21 Masakazu Sanada Preparation process of all-solid battery

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEN ET AL., ORGANIC ELECTRONICS, vol. 37, 2016, pages 458 - 464

Also Published As

Publication number Publication date
FR3071419A1 (en) 2019-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2640173C (en) Multilayer material, method for making same and use as electrode
EP3275037B1 (en) Porous electrolyte membrane, manufacturing process thereof and electrochemical devices comprising same
EP3011614B1 (en) Anode for high-energy batteries
US11749831B2 (en) Li—S battery with carbon coated separator
FR3002695A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING A COMPLETELY SOLID MONOLITHIC BATTERY
EP2260526A2 (en) Process for fabricating a silicon-based electrode, silicon-based electrode and lithium battery comprising such an electrode
CA2528847A1 (en) Method for preparing an electrode from a porous material, resulting electrode and corresponding electrochemical system
CA2653539A1 (en) Process for modifying the interfacial resistance of a metallic lithium electrode
EP1943693A1 (en) Dispersed solution of carbon materials for making current collectors
WO2021255111A1 (en) Surface-treated electrode, protection of solid electrolytes, and elements, modules and batteries comprising said electrode
EP4008031B1 (en) Method for manufacturing an electrode comprising a polymer matrix trapping an electrolyte
WO2019058080A1 (en) Method for depositing an electrolytic material in the form of a layer on the surface of a substrate having pores and/or protrusions
WO2020109505A1 (en) Conductive polymer electrolyte for batteries
EP2599145B1 (en) Inorganic electrolyte membrane for electrochemical devices and electrochemical devices comprising the same
EP3327832B1 (en) Method of manufacturing a positive electrode for a lithium-sulfur battery
WO2019058079A1 (en) Gel-type polymer electrolyte for an electrochemical device
FR3110775A1 (en) Battery cell comprising special porous solid electrolyte foams
EP3607107A1 (en) Precursor solution for forming a metal oxide layer and process for coating a substrate with a metal oxide layer
US20230344080A1 (en) Separator for Lithium Secondary Battery and Method for Manufacturing the Same
EP3472882B1 (en) Process for manufacturing a structure acting as a positive electrode and as a current collector for a lithium-sulfur electrochemical accumulator
EP3327831B1 (en) Method of preparing a porous positive electrode for a lithium-sulfur battery
EP4059084A1 (en) Specific separator comprising an electrolyte for an electrochemical accumulator and electrochemical cell for an accumulator comprising such a separator
WO2018051048A1 (en) Method for the production of an electrochemical device
FR3099298A1 (en) Fluorinated SnOx / C composite for electrode material

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18783071

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18783071

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1