WO2021146815A1 - Polymères à base de monomères ioniques, les compositions les comprenant, leurs procédés de fabrication et leur utilisation dans des applications électrochimiques - Google Patents

Polymères à base de monomères ioniques, les compositions les comprenant, leurs procédés de fabrication et leur utilisation dans des applications électrochimiques Download PDF

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Jean-Christophe Daigle
Annie-Pier LAROUCHE
Patrick Charest
Abdelbast Guerfi
Martin Dontigny
Michel Armand
Karim Zaghib
Andreas Hintennach
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HYDRO-QUéBEC
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Definitions

  • the present application relates to the field of polymers and their use in electrochemical applications. More particularly, the present application relates to the field of solid polymer electrolytes, polymeric compositions, solid polymer electrolyte compositions, their manufacturing processes and their uses in electrochemical cells, electrochromic devices, supercapacitors, or electrochemical accumulators, especially in so-called solid-state batteries.
  • Solid polymer electrolytes are promising materials for many technological applications since they allow the development of all-solid-state electrochemical systems that are substantially safer, lighter, more flexible and more efficient than their counterparts based on the use of electrolytes. liquids.
  • solid polymer electrolytes are still limited, in particular because of their limited electrochemical stability, their low transport number and their relatively low ionic conductivity. Indeed, the window of electrochemical stability of conventional solid polymer electrolytes is still relatively limited, conventional solid state polymer electrolytes generally do not withstand high voltage operation (3 4 V vs Li / Li + ).
  • conventional solid polymer electrolytes such as those based on poly (ethylene oxide) (POE) face problems with ionic conductivity at room temperature.
  • the ionic conductivity of POE is of the order of 10 -3 S. cm -1 when the polymer is in the molten state (Hallinan et al., Annual review of materials research 43 (2013): 503-525 ).
  • ion transport occurs mainly in the amorphous phase and decreases in the crystalline phase resulting in a significant decrease in the ionic conductivity of POE-based polymers.
  • the ionic conductivity of a POE-based polymer decreases substantially at operating temperatures below its melting point (Armand, M. Solid State lonics 9 (1983): 745-754).
  • the degree of crosslinking of polymers based on POE is also associated with problems of electrochemical stability and of low ionic conductivity, in particular due to reduced segmental mobility.
  • a common approach to solving the problem of low ionic conductivity involves modifying the structure of the polymer in order to decrease its crystallinity, for example, by using branched or block PEO-based polymers comprising monomer units lowering the crystallization temperature, glass transition temperature, or by increasing the number of ionic transport.
  • Another strategy employed to solve this problem involves the incorporation of nanoscale ceramic fillers such as titanium dioxide (PO 2 ), alumina (AI 2 O 3 ), silicon dioxide (S1O 2 ), and nanoparticles. lithium aluminate (UAIO 2 ) in POE-based polymers in order to improve their mechanical strength.
  • these fillers can contribute to a reduction in the electrochemical and / or mechanical properties of the polymer.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one repeating unit comprising the product of the reaction between at least one compound of Formula 1 comprising at least two functional groups and a bis (halosulfonyl) imide of the metal of Formula 2 :
  • A is a substituted or unsubstituted organic group chosen from a linear or branched C1-Cioalkylene, a linear or branched C1-CioalkyleneoxyCrCioalkylene, a linear or branched poly (C1-Cioalkyleneoxy) C1-Cioalkylene, a linear or branched polyether and a linear polyester or branched;
  • Xi and X2 are functional groups independently and at each occurrence chosen from a hydroxyl group, a thiol group and an amine group;
  • X 1 and X4 are halogen atoms each independently selected from F, Cl, Br and I;
  • M n + is an alkali or alkaline earth metal ion selected from the group consisting of Na + , K + , Li + , Ca 2+ and Mg 2+ ions.
  • the compound of Formula 1 is selected from glycerol, alkanediols, propan-1,3-diol, butan-1,4-diol, pentane-1, 5-diol, hexane-1,6-diol, octane-1,8-diol, propane-1, 2-diol, butane-1, 2-diol, butane-2,3-diol, butane-1, 3- diol, pentan-1,2-diol, etohexadiol, p-menthane-3,8-diol, 2-methylpentan-2,4-diol, polycaprolactone diol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, polyethylene glycol, 2, 2, 3, 3, 4, 4,5,5- octafluorohexane-1,6-di
  • the compound of Formula 1 is chosen from alkane diamines, propane-1, 3-diamine, butane-1,4-diamine, pentane-1, 5-diamine, hexane- 1,6-diamine, octane-1,8-diamine, propane-1,2-diamine, butane-1, 2-diamine, butane-2,3-diamine, butane-1, 3- diamine, pentane-1,2-diamine, 2,4-diamino-2-methylpentane, ethylenediamine, 1,8-diamino-3,6-dioxaoctane, 1,11- 3,6,9-diamino-trioxaundecane, 4,9-dioxa-1,12-dodecanediamine, 1,14-diamino-3,6,9,12-tetraoxatetradecane, poly (ethylene glycol) diamine, products marketed under the brand JEFFAM
  • Xi and X2 are as defined here;
  • R 1 and R 2 are independently and at each occurrence selected from a hydrogen atom, a hydroxyl group, a thiol group, an amine group, a halogen atom selected from F, Cl, Br and I, and linear or branched substituents chosen from CrCioalkyl, Ci-Cioalkylacrylate, Ci-Cioalkylmethacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkylacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cio-alkylacrylate Ci-Cioalkyl-methacrylate, and oxycarbonylamino-C-Cioalkyl-acrylate; and
  • I is a number in the range 1 to 10.
  • A is a linear or branched and optionally substituted poly (C1-Cioalkyleneoxy) C1-Cioalkylene and the compound of Formula 1 is a compound of Formula 4:
  • Xi and X2 are as defined here; and m is a number from 1 to 68.
  • A is a linear or branched and optionally substituted polyether and the compound of Formula 1 is a compound of Formula 5:
  • Xi and X2 are as defined here; R3, R4 and R5 are independently and at each occurrence selected from C1-Cioalkyl groups; n, o and p are chosen such that the number-average molecular weight of the polyether is between approximately 220 g / mol and approximately 2000 g / mol, upper and lower limits included; n and p are chosen such that the sum (n + p) is between about 1 and about 6; and o is a number from about 2 to about 39.
  • R3, R4 and R5 are methyl groups.
  • Xi and X2 are both amine groups.
  • A is an optionally substituted aliphatic polyester, such as polycaprolactone, and the compound of Formula 1 is a compound of Formula 7:
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one repeating unit of Formula 8 (a) or is a polymer of Formula 8 (b):
  • A is a substituted or unsubstituted organic group independently and at each occurrence selected from a linear or branched C1-Cioalkylene, a linear or branched Cr CioalkyleneoxyCi-Cioalkylene, a linear or branched poly (Ci-Cioalkyleneoxy) Ci- Cioalkylene, a linear polyether or branched and a linear or branched polyester;
  • X5 andX 6 are each independently selected from an oxygen atom, a sulfur atom and an -NH group
  • R ⁇ is selected from a hydroxyl group, a thiol group, an amine group and an R7-X5-A-X6- group;
  • R 7 is an independently crosslinkable group at each occurrence chosen from acrylate, methacrylate, Ci-Cioalkyl-acrylate, Ci-Cioalkyl-methacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyl-acrylate, carbonyloxy-Ci- Cioalkyl-methacrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyl-acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyl-methacrylate and carbonylamino-Ci-Cioalkyl-acrylate;
  • M n + is an alkali or alkaline earth metal ion selected from the group consisting of Na + , K + , Li + , Ca 2+ and Mg 2+ ions; and v is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one repeating unit of Formula 9:
  • M n + is an alkali or alkaline earth metal ion selected from the group consisting of Na + , K + , Li + , Ca 2+ and Mg 2+ ions;
  • X 5 andX 6 are each independently selected from an oxygen atom, a sulfur atom and an -NH group
  • R 1 and R 2 are independently and at each occurrence selected from a hydrogen atom, a hydroxyl group, a thiol group, an amine group, a halogen atom selected from F, Cl, Br and I, and linear substituents or branched chosen from CrCioalkyl, Ci-Cioalkyl-acrylate, Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyl-acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyl- acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyl-methacrylate and oxycarbonylamino-C-Cioalkyl-acrylate;
  • I is a number in the range of 1 to 10; and w is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one repeating unit of Formula 10:
  • M n + is an alkali or alkaline earth metal ion selected from the group consisting of Na + , K + , Li + , Ca 2+ and Mg 2+ ions;
  • X 5 andX 6 are each independently selected from an oxygen atom, a sulfur atom and an -NH group; m is a number in the range of 1 to 68; and x is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one repeating unit of Formula 11:
  • M n + is an alkali or alkaline earth metal ion selected from the group consisting of Na + , K + , Li + , Ca 2+ and Mg 2+ ions;
  • X 5 and CQ are each independently selected from an oxygen atom, a sulfur atom and an -NH group;
  • R 3 , R 4 and R 5 are independently and at each occurrence selected from C1-Cioalkyl groups; n and p are chosen such that the sum (n + p) is between about 1 and about 6; o is a number between about 2 and about 39; and y is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one repeating unit of Formula 12: in which, M n + is an alkali or alkaline earth metal ion selected from the group consisting of Na + , K + , Li + , Ca 2+ and Mg 2+ ions; t and u are numbers between 1 and 10; and z is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • M n + is an alkali or alkaline earth metal ion selected from the group consisting of Na + , K + , Li + , Ca 2+ and Mg 2+ ions
  • t and u are numbers between 1 and 10
  • z is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 13: in which, x is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 14:
  • Formula 14 in which, x is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • x is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 15:
  • Formula 15 wherein, X 5 and C Q are each independently selected from an oxygen atom, a sulfur atom and an -NH group; and x is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 16:
  • X 5 andX 6 are each independently selected from an oxygen atom, a sulfur atom and an -NH group; and x is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 17:
  • X5 andX 6 are each independently selected from an oxygen atom, a sulfur atom and an -NH group; and x is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 18:
  • X 5 andX 6 are each independently selected from an oxygen atom, a sulfur atom and an -NH group; and x is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 19:
  • Formula 19 in which, w is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 20:
  • Formula 20 in which, w is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 21:
  • n and p are selected such that the sum (n + p) is between about 1 and about 6; o is a number between about 2 and about 39; and y is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 22: wherein, n and p are chosen such that the sum (n + p) is between about 1 and about 6; o is a number between about 2 and about 39; and y is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 23: wherein, n and p are chosen such that the sum (n + p) is between about 1 and about 6; o is a number between about 2 and about 39; and y is a number chosen so that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 24:
  • n and p are selected such that the sum (n + p) is between about 1 and about 6; o is a number between about 2 and about 39; and y is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 25: in which, n and p are chosen such that the sum (n + p) is between about 1 and about 6; o is a number between about 2 and about 39; and y is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 26:
  • Formula 26 in which, w and x are numbers chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between about 8,000 g / mol and about 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 27:
  • Formula 27 in which, w and x are numbers chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 28:
  • Formula 28 in which, w and x are numbers chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the present technology relates to a polymer composition
  • a polymer composition comprising at least one ionic polymer as defined here.
  • the polymeric composition further comprises at least one additional component or an additive.
  • the additional component or the additive is chosen from ionic conductors, inorganic particles, glass particles, ceramic particles, salts and other similar additives, or a combination of at least two of these.
  • the additional component or the additive is a filling additive chosen from particles or nanoparticles of titanium dioxide (PO2), alumina (Al 2 O 3 ) and silicon dioxide (SiC> 2) .
  • the polymeric composition is used in an electrochemical cell.
  • the polymeric composition is a solid polymer electrolyte composition.
  • the polymeric composition is which is a binder for an electrode material.
  • the polymeric composition is used in a supercapacitor.
  • the supercapacitor is a carbon-carbon supercapacitor.
  • the polymeric composition is used in an electrochromic material.
  • the present technology relates to a solid polymer electrolyte composition comprising a polymeric composition as defined herein.
  • the solid polymer electrolyte composition further comprises at least one salt.
  • the salt is an ionic salt chosen from a lithium salt, a sodium salt, a potassium salt, a calcium salt and a magnesium salt.
  • the solid polymer electrolyte composition further comprises at least one additional component or additive.
  • the additional component or the additive is selected from ionically conductive materials, inorganic particles, glass particles, ceramic particles, a combination of at least two of these and other similar additives.
  • the present technology relates to a solid polymer electrolyte comprising a solid polymer electrolyte composition as defined herein.
  • the present technology relates to an electrode material comprising an electrochemically active material and a polymeric composition as defined herein.
  • the polymeric composition is a binder.
  • the electrochemically active material is in the form of particles.
  • the electrochemically active material is chosen from a metal oxide, a lithium metal oxide, a metal phosphate, a lithium metal phosphate, a titanate and a lithium titanate.
  • the metal of the electrochemically active material is chosen from titanium (Ti), iron (Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), vanadium (V), nickel (Ni), cobalt (Co), aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), antimony (Sb) and a combination of at least two of these.
  • the electrode material further comprises at least one electronically conductive material.
  • the electronically conductive material is chosen from carbon black, acetylene black, graphite, graphene, carbon fibers, carbon nanofibers, carbon nanotubes and a combination of at least two of these.
  • the electrode material further comprises at least one additional component or an additive.
  • the additional component or the additive is chosen from ionic conductors, inorganic particles, glass or ceramic particles, nanoceramics, salts and other similar additives.
  • the additional component or the additive is chosen from AI2O3, T1O2, S1O2.
  • the electrode material is a positive electrode material. In another embodiment, the electrode material is a material negative electrode. According to one example, the electrochemically active material is a lithium titanate or a lithium titanate is coated with carbon.
  • the present technology relates to an electrode comprising an electrode material as defined herein on a current collector.
  • the present technology relates to an electrochemical cell comprising a negative electrode, a positive electrode and an electrolyte, wherein at least one of the negative electrode, the positive electrode and the electrolyte comprises a composition. polymeric as defined here.
  • the present technology relates to an electrochemical cell comprising a negative electrode, a positive electrode and an electrolyte, in which at least one of the negative electrode and the positive electrode is as defined herein.
  • the present technology relates to an electrochemical cell comprising a negative electrode, a positive electrode and a solid polymer electrolyte as defined herein.
  • the present technology relates to an electrochemical accumulator comprising at least one electrochemical cell as defined here.
  • the electrochemical accumulator is a battery selected from a lithium battery, a lithium-ion battery, a sodium battery, a sodium-ion battery, a magnesium battery, and a magnesium-ion battery.
  • said battery is a lithium battery or a lithium-ion battery.
  • the present technology relates to a process for preparing a polymer or a polymeric composition as defined herein, the process comprising the following steps:
  • the method further comprises a step of preparing a bis (halosulfonyl) imide.
  • the step of preparing a bis (halosulfonyl) imide is carried out by the reaction between sulfamic acid and a halosulfonic acid in the presence of at least one halogenating agent.
  • the halogenating agent is selected from phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, thionyl chloride, thionyl fluoride, phosphorus oxychloride and oxalyl chloride.
  • the halogenating agent is thionyl chloride.
  • the halosulfonic acid is chlorosulfonic acid.
  • the step of preparing a bis (halosulfonyl) imide is carried out at a temperature ranging from about 60 ° C to about 150 ° C, or ranging from about 70 ° C. C to about 145 ° C, or from about 80 ° C to about 140 ° C, or from about 90 ° C to about 100 ° C, or from about 110 ° C to about 140 ° C, or ranging from about 120 ° C to about 140 ° C, or ranging from about 125 ° C to about 140 ° C, or ranging from about 125 ° C to about 135 ° C, upper and lower limits included.
  • the bis (halosulfonyl) imide is a bis (chlorosulfonyl) imide.
  • the step of preparing a metal bis (halosulfonyl) imide is carried out by a metallation reaction between a bis (halosulfonyl) imide and at least one metallating agent, optionally in the presence of a solvent.
  • the metallating agent comprises an alkali or alkaline earth metal chosen from lithium, sodium, potassium, calcium and magnesium.
  • the metallating agent is a lithiation agent chosen from lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium hydrogencarbonate, lithium hydride, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, a lithium carboxylate of formula RCO 2 U (in which R is a linear or branched CrCioalkyl group or an aromatic hydrocarbon), lithium oxalate and metallic lithium.
  • the lithiation agent is lithium chloride.
  • the solvent is selected from N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, tetrachloromethane, chloroform, acetonitrile, tetrahydrofuran and a miscible combination of minus two of these.
  • the solvent is N, N-dimethylformamide.
  • the step of preparing a metal bis (halosulfonyl) imide of Formula 2 is carried out at a temperature in the range of from about 20 ° C to about 150 ° C, or of from about 30 ° C to about 135 ° C, or from about 40 ° C to about 130 ° C, or from about 50 ° C to about 125 ° C, or from about 60 ° C to about 120 ° C, or ranging from about 70 ° C to about 115 ° C, or ranging from about 80 ° C to about 110 ° C, or ranging from about 90 ° C to about 105 ° C, upper and lower limits included.
  • the step of preparing the metal bis (halosulfonyl) imide is carried out for a period of time ranging from about 10 hours to about 48 hours, or ranging from about 10 hours. to about 24 hours, or ranging from about 12 hours to about 24 hours, upper and lower bounds included.
  • the step of reacting at least one compound of Formula 1 including at least two functional groups with said metal bis (halosulfonyl) imideide of Formula 2 is a polymerization step.
  • the polymerization is carried out by polycondensation.
  • the polymerization is carried out by polyesterification.
  • the polyesterification is carried out by a Fischer esterification reaction or by a Steglich esterification reaction.
  • the step of reacting at least one compound of Formula 1 including at least two functional groups with said metal bis (halosulfonyl) imideide of Formula 2 is carried out in the presence of a solvent.
  • the solvent is chosen from N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, tetrachloromethane, chloroform, acetonitrile, tetrahydrofuran and a miscible combination of at least two of these.
  • the solvent is N, N-dimethylformamide.
  • the polymerization step is carried out in the presence of at least one base and optionally at least one polymerization catalyst and / or at least one cocatalyst and / or optionally at least one co-catalyst. less acylation catalyst.
  • the polymerization catalyst is selected from the group consisting of an acid catalyst, a nucleophilic catalyst and a boron-based catalyst.
  • the nucleophilic catalyst is selected from the group consisting of 4-dimethylaminopyridine, pyridine, and other pyridine derivatives.
  • the boron catalyst is a boric acid catalyst, a boronic acid catalyst, or a borinic acid catalyst.
  • the polymerization catalyst is chosen from diarylborinic acids of formula A ⁇ BOH (in which Ar is an aryl group), diphenylborinic acid, phenylboronic acid, trifluorophenyl boronic acid, 9H-9-bora -10-thiaanthracen-9-ol, 10H-phenoxaborin-10-ol, boron tribromide, boron trichloride, acyl fluoborates, triethyloxonium fluoborate, boron trifluoride etherate, boron trifluoride boron, boron tris (pentafluorophenyl), and other similar catalysts derived from boron, or a combination of at least two thereof when compatible.
  • the base is chosen from triethylamine, N, N-diisopropylethylamine, pyridine and pyridine derivatives.
  • the base is triethylamine.
  • the method further comprises a post-functionalization or post-polymerization modification step.
  • the post-functionalization or post-polymerization modification step is carried out in order to introduce at least one crosslinkable functional group.
  • the post-functionalization or post-polymerization modification step is carried out by the reaction between at least one functional group and at least one precursor of a crosslinkable functional group.
  • the crosslinkable functional group is chosen from the acrylate, methacrylate, CrCioalkyl-acrylate, Cr Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonyl-Ci- Cioalkyl-acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, -Ci- Cioalkyl-acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonylamino-Ci- Cioalkyl-acrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyl-methacrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyl- acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyl-methacrylate and carbonylamino-Ci-Cioalkyl-acrylate.
  • the process further comprises a separation or purification step.
  • the separation or purification step is carried out by a liquid chromatography method or a filtration method.
  • the method further comprises a step of coating the polymeric composition.
  • the coating step is carried out by at least one method chosen from a doctor blade coating method, a transfer interval coating method, a reverse transfer interval coating method, a printing method, an etching method and a slit coating method.
  • the method further comprises a step of drying the polymeric composition in order to remove any residual solvent and / or water.
  • the step of drying the polymer composition and the step of coating the polymer composition are carried out simultaneously.
  • the method further comprises a crosslinking step.
  • the crosslinking step is carried out by UV irradiation, by heat treatment, by microwave irradiation, under an electron beam, by gamma irradiation, or by X-ray irradiation.
  • the crosslinking step can be carried out in the presence of at least one of a crosslinking agent, a thermal initiator, a photoinitiator (eg, UV initiator), a catalyst, a plasticizer, or a combination of at least two thereof.
  • FIGURES Figure 1 is a chromatogram obtained by size exclusion chromatography (SEC) for Polymer 2, as described in Example 3 (b).
  • Figure 2 is a proton nuclear magnetic resonance spectrum ( 1 H NMR) obtained for Polymer 2, as described in Example 3 (b).
  • Figure 3 is a graph showing the results of the differential scanning calorimetry (DSC) analysis obtained for Polymer 2, as described in Example 3 (b).
  • Figure 4 is a chromatogram obtained by size exclusion chromatography for Polymer 4, as described in Example 3 (d).
  • Figure 5 is a proton nuclear magnetic resonance spectrum of a polymer obtained by the polymerization of diethylene glycol with lithium bis (chlorosulfonyl) imide, as described in Example 3 (e).
  • Figure 6 is a proton nuclear magnetic resonance spectrum obtained for Polymer 5, as described in Example 3 (e).
  • Figure 7 is a carbon 13 nuclear magnetic resonance spectrum ( 13 C NMR) obtained for Polymer 5, as described in Example 3 (e).
  • Figure 8 is a fluorine nuclear magnetic resonance spectrum ( 19 F NMR) obtained for Polymer 5, as described in Example 3 (e).
  • Figure 9 is a graph showing the results of the differential scanning calorimetry analysis obtained for Polymer 5, as described in Example 3 (e).
  • Figure 10 is a graph showing the results of ionic conductivity (S. cm -1 ) versus temperature (1000 / T, K -1 ) for Cell 1, as described in Example 4 (h).
  • Figure 11 is a graph showing the results of ionic conductivity (S. cm -1 ) versus temperature (1000 / T, K -1 ) for Cell 2, as described in Example 4 (h).
  • Figure 12 is a graph showing the results of ionic conductivity (S. cm -1 ) versus temperature (1000 / T, K -1 ) for Cell 3, as described in Example 4 (h).
  • Figure 13 is a graph showing the results of ionic conductivity (S. cm -1 ) versus temperature (1000 / T, K -1 ) for Cell 4, as described in Example 4 (h).
  • Figure 14 is a graph showing the results of ionic conductivity (S. cm -1 ) versus temperature (1000 / T, K 1 ) for Cell 5 (comparative cell), as described in Example 4 ( h).
  • Figure 15 is a graph showing the results of ionic conductivity (S. cm -1 ) versus temperature (1000 / T, K -1 ) for Cell 6 (comparative cell), as described in Example 4 (h).
  • Figure 16 shows cyclic voltammograms obtained for Cell 7 (comparative cell) (solid line) recorded at a scan rate of 0.067 mV / s and for Cell 8 (comparative cell) (dashed line) recorded at a scan rate of 0.05 mV / s between 2.7 V and 4.3 V vs Li / Li + , as described in Example 5 (c).
  • Figure 17 shows a cyclic voltammogram obtained for Cell 7 (comparative cell) recorded at a sweep speed of 0.067 mV / s between 2.5 V and 5 V vs Li / Li + , as described in Example 5 ( vs).
  • Figure 18 shows cyclic voltammograms obtained for Cell 9 (solid line) and for Cell 10 (broken line) recorded at a sweep speed of 0.067 mV / s between 2.5 V and 5 V vs Li / Li + , as described in Example 5 (c).
  • Figure 19 shows cyclic voltammograms obtained for Cell 7 (comparative cell) (double dot dash line), for Cell 10 (dashed dot line), for Cell 9 (dashed line) and for Cell 11 (comparative cell) (solid line) recorded at a scan rate of 0.067 mV / s between 2.5 V and 5 V vs Li / Li + , as described in Example 5 (c).
  • monomer units derived from and equivalent expressions, as used herein, refer to repeating units of a polymer obtained from the polymerization of a polymerizable monomer.
  • repeat unit refers to a sequence of repeat units forming part of the chain of a polymer.
  • fragment designates a part of a polymer comprising a repeating unit and optionally a terminal group or group.
  • a formula designates a repeating unit or a polymer fragment, unless it is defined, for example by an OH group, NH 2 , etc., the end of the link exceeding the bracket (s) of the formula is not necessarily a methyl group and is rather defined as being the remainder of the polymer, the definition of the group outside the hook remaining open.
  • this group can represent an X 1 , X 2 , CB, X 4 , R6 or R 7 group as defined here, the residue of an initiator, or another polymer fragment.
  • alkyl refers to saturated hydrocarbons having between one and ten carbon atoms, including linear or branched alkyl groups.
  • alkyl groups can include methyl groups, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, isopropyl, tert-butyl, sec-butyl, isobutyl, and so on.
  • alkyl group is located between two functional groups, then the term alkyl also includes alkylene groups such as methylene, ethylene, propylene, and so on.
  • the terms “C m -C n alkyl” and “C m -C n alkylene” refer respectively to an alkyl or alkylene group having the number “m” indicated at the indicated number “n” of carbon atoms.
  • aryl refers to functional groups comprising rings having aromatic character having 6 to 14 ring atoms, preferably 6 ring atoms.
  • aryl refers to both monocyclic and polycyclic conjugated systems.
  • aryl also includes substituted or unsubstituted groups.
  • aryl groups include, without limitation, phenyl, benzyl, phenethyl, 1-phenylethyl, tolyl, naphthyl, biphenyl, terphenyl, indenyl, benzocyclooctenyl, benzocycloheptenyl, azulenyl, acenaphthylenyl, fluorenyl, phenanthrenyl, anthracenyl, and so on. .
  • the present technology relates to an ionic polymer comprising at least one repeating unit comprising the product of the reaction between at least one compound of Formula 1 comprising at least two functional groups and a bis (halosulfonyl) imide of a metal of Formula 2:
  • A is a substituted or unsubstituted organic group chosen from a linear or branched Cr Cioalkylene, a linear or branched Ci-CioalkyleneoxyCi-Cioalkylene, a linear or branched poly (Ci-Cioalkyleneoxy) Ci-Cioalkylene, a linear or branched polyether and a polyester linear or branched;
  • Xi and X 2 are functional groups independently and at each occurrence chosen from a hydroxyl group, a thiol group and an amine group;
  • X 1 and X 4 are halogen atoms each independently selected from F, Cl, Br and I;
  • M n + is an alkali or alkaline earth metal ion selected from the group consisting of Na + , K + , Li + , Ca 2+ and Mg 2+ ions.
  • X 1 and X 2 can be functional groups independently and at each occurrence chosen from a hydroxyl group (OH), a thiol group (SH) and a primary amine group (NH 2 ). According to a variant of interest, X 1 and X 2 can be functional groups independently and at each occurrence chosen from a hydroxyl group and a primary amine group.
  • X 1 and X 2 may be the same, for example, X 1 and X 2 are both hydroxyl groups, or both thiol groups, or both primary amine groups. According to a variant of interest, X 1 and X 2 are both hydroxyl groups. According to another variant of interest, X 1 and X 2 are both primary amine groups.
  • X 3 and X 4 may be the same, for example, X 3 and X 4 are both chlorine atoms.
  • M n + can be an alkali metal ion chosen from the group consisting of Na + , K + and Li + ions, for example, M n + is a Li + ion.
  • X 3 and X 4 are both chlorine atoms and M n + is a Li + ion, that is, the metal bis (halosulfonyl) imide of Formula 2 is bis (chlorosulfonyl) imide lithium.
  • A is a substituted or unsubstituted organic group chosen from a linear or branched C 2 -Cioalkylene, a linear or branched C 2 -CioalkyleneoxyC 2 -Cioalkylene, a poly (C 2 -Cioalkyleneoxy) C 2 -Cioalkylene linear or branched, a linear or branched polyether and a linear or branched polyester.
  • A is a linear or branched and optionally substituted CrCioalkylene and the compound of Formula 1 is a compound of Formula 3:
  • Xi and X2 are as defined here;
  • R 1 and R 2 are independently and at each occurrence selected from a hydrogen atom, a hydroxyl group, a thiol group, an amine group, a halogen atom selected from F, Cl, Br and I, and linear or branched substituents chosen from CrCioalkyl, Ci-Cioalkylacrylate, Ci-Cioalkylmethacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkylacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cio-alkylacrylate Ci-Cioalkyl-methacrylate, and oxycarbonylamino-C-Cioalkyl-acrylate; and
  • I is a number in the range 1 to 10.
  • R 1 and R 2 are independently and at each occurrence chosen from a hydrogen atom, a hydroxyl group, a thiol group, an amine group, a fluorine atom and linear or branched substituents chosen from C 1 -Cioalkyl- acrylate, Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyl-methacrylate and oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyl-acrylate.
  • R 1 and R 2 are independently and at each occurrence chosen from a hydrogen atom, a hydroxyl group, a thiol group, a primary amine group, a fluorine atom and linear or branched substituents chosen from C 1 -Cioalkyl -acrylate, Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonylamino-Ci- Cioalkyl-methacrylate and oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyl-acrylate.
  • I is a number in the range from 2 to 10.
  • A is a linear or branched and optionally substituted poly (C1-Cioalkyleneoxy) C1-Cioalkylene, for example the compound of Formula 1 possibly being a compound of Formula 4:
  • Xi and X are as defined here; and m is a number in the range 1 to 68.
  • X and X are both hydroxyl groups or are both amine groups and the compound of Formula 1 is of Formula 4 (a) or 4 (b):
  • Formula 4 (a) Formula 4 (b) where, m is a number in the range of 1 to 6.
  • the compound of Formula 1 can be a JEFFAMINE® product of the D series and the compound is of Formula 4 (c):
  • the JEFFAMINE® product of the D series can be JEFFAMINE® D-230, where m is about 2.5 and the number average molecular weight of the polyether diamine is about 230 g / mol.
  • the JEFFAMINE® product of the D series can be JEFFAMINE® D-400, where m is about 6.1 and the number average molecular weight of the polyether diamine is about 430 g / mol.
  • the JEFFAMINE® product of the D series can be JEFFAMINE® D-2000, where m is about 33 and the number average molecular weight of the polyether diamine is about 2000 g / mol.
  • the JEFFAMINE® product of the D series can be JEFFAMINE® D-4000, where m is about 68 and the number average molecular weight of the polyether diamine is about 4000 g / mol.
  • A is a linear or branched and optionally substituted polyether.
  • the optionally substituted polyether can be based on propylene oxide (OP), on ethylene oxide (EO) or on an OP / EO mixture.
  • OP propylene oxide
  • EO ethylene oxide
  • A is an optionally substituted polyether primarily based on polyethylene glycol (PEG) and the compound of Formula 1 is a compound of Formula 5:
  • Xi and X2 are as defined here;
  • R3, R4 and Rs are independently and at each occurrence selected from C1-Cioalkyl groups; n, o and p are chosen such that the number-average molecular weight of the polyether is between approximately 220 g / mol and approximately 2000 g / mol, upper and lower limits included; n and p are chosen such that the sum (n + p) is in the range of about 1 to about 6; and o is a number in the range of about 2 to about 39.
  • the compound of Formula 1 is a compound of Formula 5 and may be a JEFFAMINE® product of the ED series, the compound being of Formula 5 (a):
  • the J EFFAMI NE® product of the ED series can be JEFFAMINE® HK-511, where o is approximately 2, the sum (n + p) is approximately 1.2 and the molecular weight in average number of the polyether diamine is about 220 g / mol.
  • the JEFFAMINE® product of the ED series may be JEFFAMINE® ED-2003, where o is approximately 39, the sum (n + p) is approximately 6 and the number-average molecular weight of the polyether diamine is about 2000 g / mol.
  • the JEFFAMINE® product of the ED series can be JEFFAMINE® ED-900, where o is about 12.5, the sum (n + p) is about 6 and the molecular weight in number. average of the polyether diamine is about 900 g / mol.
  • the JEFFAMINE® product of the ED series can be JEFFAMINE® ED-600, where o is about 9, the sum (n + p) is about 3.6 and the molecular weight in number. average of the polyether diamine is about 600 g / mol.
  • the JEFFAMINE® product of the ED series can be chosen from the group consisting of the JEFFAMINE® ED-600, ED-900 and ED-2003 products.
  • A is a linear or branched and optionally substituted poly (Ci-Cioalkyleneoxy) Ci-Cioalkylene, the compound of Formula 1 possibly being a compound of Formula 6:
  • the compound of Formula 1 is a compound of Formula 6 and may be a JEFFAMINE® product of the EDR series of Formula 6 (a):
  • the JEFFAMINE® product of the EDR series can be JEFFAMINE® EDR-148, where q and r are approximately 2 and the number-average molecular weight of the polyether diamine is approximately 148 g / mol.
  • the JEFFAMINE® product of the EDR series can be JEFFAMINE® EDR-176, where q and r are approximately 3 and the number-average molecular weight of the polyether diamine is approximately 176 g / mol.
  • A is an optionally substituted aliphatic polyester such as polycaprolactone and, for example, the compound of Formula 1 is a compound of Formula 7:
  • the compound of Formula 1 including at least two functional groups can be an alcohol (or a polyalcohol) including at least two groups hydroxyls, a glycol ether, or polyol such as a diol (or glycol), triol, tetraol, pentol, hexol, heptol and so on.
  • the compound including at least two hydroxyl groups can be a linear or branched diol (or glycol), can be aliphatic or aromatic, for example, all diols (or glycols) are contemplated.
  • Non-limiting examples of compounds including at least two hydroxyl groups include glycerol (glycerin), alkanediols, propan-1,3-diol, butan-1,4-diol, pentan-1,5-diol , hexane-1,6-diol, octane-1,8-diol, propane-1, 2-diol (or propylene glycol (PG)), butane-1, 2-diol, butane- 2,3-diol (or dimethylene glycol), butan-1,3-diol (or butylene glycol), pentan-1,2-diol, etohexadiol, p-menthane-3,8-diol, 2-methylpentan-2,4-diol, polycaprolactone diol, ethylene glycol (1, 2- ethanediol), diethylene glycol (or ethylene diglycol), tri
  • the compound including at least two hydroxyl groups can be chosen from glycerol, diethylene glycol, ethylene glycol, propanediol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, 2, 2, 3, 3, 4, 4,5,5-octafluorohexane-1,6-diol and polycaprolactone diol.
  • the compound including at least two hydroxyl groups can be glycerol. According to another variant of interest, the compound including at least two hydroxyl groups can be diethylene glycol. According to another variant of interest, the compound including at least two hydroxyl groups can be 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorohexane-1, 6-diol.
  • the compound including at least two functional groups can be a polyamine including at least two amine groups such as a diamine, a triamine and so on.
  • the compound including at least two amine groups can be a linear or branched diamine and can be aliphatic or aromatic, for example, all diamines are contemplated.
  • Non-limiting examples of compounds including at least two amine groups include propane-1, 2,3-triamine, alkane diamines, propane-1,3-diamine, butane-1,4-diamine, pentane-1 , 5-diamine, hexane-1,6-diamine, octane-1,8-diamine, propane-1, 2-diamine, butane-1,2-diamine, butane-2,3- diamine, butane-1, 3-diamine, pentane-1, 2-diamine, 2,4-diamino-2-methylpentane, ethylenediamine (1,2-diaminoethane), 1, 8-diamino-3 , 6-dioxaoctane, 1,11-diamino-3,6,9-trioxaundecane, 4,9-dioxa-1,12- dodecanediamine, 1,14-diamino-3,6,9,12-tetraox
  • the compound including at least two amine groups can be a PEG-diamine of formula FhNCFhCFhlOCFbCFy n NFh, where n is 1 or 2.
  • the compound including at least two amine groups can be a JEFFAMINE® product of the ED series (or O, O'-bis (2-aminopropyle) polypropylene glycol-block-polyethylene glycol-block-polypropylene glycol).
  • the JEFFAMINE® product of the ED series can be chosen from the JEFFAMINE® ED-600, ED-900 and ED-2003 products.
  • the present technology therefore also relates to an ionic polymer comprising at least one repeating unit of Formula 8 (a) and / or is a polymer of Formula 8 (b):
  • A is a substituted or unsubstituted organic group independently and at each occurrence selected from a linear or branched C1-Cioalkylene, a linear or branched C1-CioalkyleneoxyCi-Cioalkylene, a linear or branched poly (C1-Cioalkyleneoxy) Ci- Cioalkylene, a polyether linear or branched and a linear or branched polyester;
  • X5 andX6 are each independently selected from an oxygen atom, a sulfur atom and an NH group
  • R ⁇ is selected from a hydroxyl group, a thiol group, an amine group and an R7-X5-A-X6- group;
  • R7 is an independently crosslinkable group at each occurrence chosen from acrylate, methacrylate, Ci-Cioalkyl-acrylate, Ci-Cioalkyl- groups. methacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyl-acrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyl-methacrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyl-acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyl-methacrylate and carbonylamino-Ci-Cioalkyl-acrylate;
  • M n + is an alkali or alkaline earth metal ion selected from the group consisting of Na + , K + , Li + , Ca 2+ and Mg 2+ ions; and v is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • X5 and CQ can be identical.
  • X5 and CQ are both oxygen atoms, or both sulfur atoms, or both NH groups.
  • X5 and CQ are both oxygen atoms.
  • X5 and CQ are both NH groups.
  • the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8000 g / mol and approximately 60,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the ionic polymer comprises at least one repeating unit of Formula 9:
  • M n + , R 1, R 2, I, X 5 and X 6 are as defined here; and w is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included. According to one example, the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8000 g / mol and approximately 60,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the ionic polymer comprises at least one repeating unit of Formula 10:
  • M n + , m, X 5 and X 6 are as defined here; and x is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8000 g / mol and approximately 60,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • X 5 and C Q are both oxygen atoms or are both NH groups and the ionic polymer is of Formula 10 (a) or 10 (b):
  • the ionic polymer comprises at least one repeating unit of Formula 11:
  • M n + , R3, R4, R5, n, o, p X5 and C Q are as defined herein; and y is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8000 g / mol and approximately 60,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • X5 and C Q are both NH groups
  • R3, R4 and R5 are methyl groups
  • the ionic polymer is of Formula 11 (a): formula 11 (a) in which,
  • M n + , n, o, p and y are as defined here.
  • the ionic polymer comprises at least one repeating unit of Formula 12:
  • M n + , t and u are as defined here; and z is a number chosen such that the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8,000 g / mol and approximately 150,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the number-average molecular weight of the ionic polymer is between approximately 8000 g / mol and approximately 60,000 g / mol, upper and lower limits included.
  • the ionic polymer can be an ionic prepolymer. According to another example, the ionic polymer can be an ionic copolymer.
  • the technology also relates to the ionic polymer as defined above, in which said ionic polymer is a crosslinked ionic polymer.
  • the ionic polymer can also comprise at least one crosslinkable functional group.
  • the crosslinkable functional group can be a terminal group and be present at at least one end of the carbon chain of the ionic polymer.
  • the crosslinkable functional group may be present on a side chain of the carbon chain of the ionic polymer.
  • the crosslinkable functional group may be present at at least one end of the carbon chain of the ionic polymer and on a side chain thereof.
  • the crosslinkable functional group can be chosen from cyanate, acrylate and methacrylate groups.
  • the crosslinkable functional group can be chosen from CrCioalkyl-acrylate, CrCioalkyl-methacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyl-acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyl-methacrylate and carbonyl carbonylamino groups -Ci-Cioalkyl-acrylate.
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 13:
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 14:
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 15:
  • X 5 , C Q and c are as defined here.
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 15 (a):
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 15 (b):
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 16:
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 16 (a):
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 16 (b):
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 17:
  • X 5 , C Q and x are as defined here.
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 17 (a):
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 17 (b):
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 18:
  • X 5 , C Q and x are as defined here.
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 18 (a):
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 18 (b):
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 19:
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 20:
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 21:
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 22:
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 23: in which, n, o, p and y are as defined here.
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 24:
  • the ionic polymer can be an ionic polymer comprising at least one fragment of Formula 25:
  • the ionic polymer can be an ionic copolymer comprising at least one fragment of Formula 26:
  • the ionic polymer can be an ionic copolymer comprising at least one fragment of Formula 27:
  • the ionic polymer can be an ionic copolymer comprising at least one fragment of Formula 28:
  • the present technology also relates to a polymeric composition comprising an ionic polymer as defined above.
  • the polymeric composition or the ionic polymer can optionally also include at least one additional component or an additive such as ionic conductors, inorganic particles, glass particles, ceramic particles (for example, nanoceramics ), salts and other similar additives, or combinations thereof.
  • the additional component or additive may be a filler additive and may include particles or nanoparticles of metal oxides.
  • the filler additive can include particles or nanoparticles of titanium dioxide (PO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ) and / or silicon dioxide (Si0 2 ).
  • the technology also relates to a process for preparing an ionic polymer or a polymeric composition as defined in the present application, the process comprising the following steps:
  • the method further comprises a step of preparing a bis (halosulfonyl) imide.
  • the step of preparing a bis (halosulfonyl) imide can be carried out by reacting sulfamic acid (H 3 NSO 3 ) with a halosulfonic acid of formula HSO 3 X 3 (in which X 3 is such as defined above) in the presence of at least one halogenating agent.
  • the bis (halosulfonyl) imide is bis (chlorosulfonyl) imide (HN (S0 2 CI) 2 ).
  • the bis (chlorosulfonyl) imide can be prepared by the reaction of sulfamic acid with chlorosulfonic acid (HSO 3 CI) in the presence of at least one halogenation agent.
  • the step of preparing the bis (halosulfonyl) imide can also comprise a step of purification.
  • the purification step can be carried out by all known compatible purification methods.
  • the purification step can be carried out by distillation.
  • the halogenating agent can be chosen from all known compatible halogenating agents.
  • the halogenating agent can also serve as reaction medium and / or solvent and can be chosen for its ease of isolation during a possible subsequent purification step.
  • the agent halogenation can be chosen from phosphorus trichloride (PCI3), phosphorus pentachloride (PCI5), thionyl chloride (SOCI2), thionyl fluoride (SOF2), phosphorus oxychloride (POCI3) and chloride oxalyl ((COCI) 2).
  • the halogenating agent is a chlorinating agent.
  • the halogenating agent is thionyl chloride.
  • the reaction mechanism between sulfamic acid and chlorosulfonic acid in the presence of thionyl chloride could therefore be as shown in Scheme 2:
  • one equivalent of sulfamic acid reacts with one equivalent of chlorosulfonic acid in the presence of two equivalents of thionyl chloride to form a bis (chlorosulfonyl) imide.
  • the halogenating agent eg, thionyl chloride
  • the amount of halogenating agent can be in the range of from about 2 equivalents to about 5 equivalents based on sulfamic acid, upper and lower limits included.
  • the amount of halogenating agent may be in the range of from about 2 equivalents to about 4 equivalents, or from about 2 equivalents to about 3 equivalents, or from about
  • the amount of halogenating agent is approximately 2.75 equivalents relative to the sulfamic acid.
  • the reaction between sulfamic acid and halosulfonic acid in the presence of at least one halogenating agent is carried out at a sufficiently high temperature and for a sufficient time to allow a substantially complete reaction.
  • the reaction between sulfamic acid and halosulfonic acid in the presence of at least one halogenating agent is carried out at a temperature in the range of from about 60 ° C to about 150 ° C, limits upper and lower included.
  • the step of preparing a bis (halosulfonyl) imide can be carried out at a temperature in the range of from about 70 ° C to about 145 ° C, or of from about 80 ° C to about 140 ° C, or ranging from about 90 ° C to about 100 ° C, or ranging from about 110 ° C to about 140 ° C, or ranging from about 120 ° C to about 140 ° C, or ranging from about 125 ° C to about 140 ° C, or ranging from about 125 ° C to about 135 ° C, upper and lower limits included.
  • the step of preparing a bis (halosulfonyl) imide can be carried out at a temperature of about 130 ° C, for example, for a period of about 24 hours.
  • the metal bis (halosulfonyl) imide is prepared by a metallation reaction of a bis (halosulfonyl) imide.
  • the step of preparing a metal bis (halosulfonyl) imide or the metallation step can be carried out by the reaction between a bis (halosulfonyl) imide and at least one metallating agent in the presence of a solvent.
  • the step of preparing a metal bis (halosulfonyl) imide or the metallation step can be carried out by a method as illustrated in Scheme 3:
  • the metallating agent can be chosen from all known compatible metallating agents.
  • the metal of the metallation is an alkali or alkaline earth metal chosen from lithium, sodium, potassium, calcium and magnesium.
  • the metal of the metallating agent is an alkali metal chosen from lithium, sodium and potassium.
  • the alkali metal is lithium
  • the metallation agent is a lithiation agent
  • the metallation step is a lithiation step.
  • the lithiating agent can be chosen for its ease in deprotonating and lithiating bis (halosulfonyl) imide, for example bis (chlorosulfonyl) imide.
  • the lithium bis (halosulfonyl) imide can be prepared by a process as described by Paul et al. (Paul et al., Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 39.3 (1977): 441-442).
  • Non-limiting examples of lithiation agents include lithium hydroxide (LiOH), lithium carbonate (U2CO3), lithium hydrogencarbonate (UHCO3), lithium hydride (LiH), metallic lithium, lithium lithium chloride (LiCI), lithium bromide (LiBr), lithium iodide, a lithium carboxylate of the formula RCO2U (where R is a linear or branched CrCioalkyl group or an aromatic hydrocarbon) and lithium oxalate (C2U2O4).
  • the lithiating agent is lithium chloride.
  • the solvent used in the preparation step of the metal bis (halosulfonyl) imide or the metallation step may be an organic solvent, for example, an aprotic polar solvent.
  • the solvent can be selected from the group consisting of N, N-dimethylformamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), tetrachloromethane, chloroform, acetonitrile , tetrahydrofuran (THF) and a miscible combination of at least two of these.
  • the solvent for the metallation reaction is N, N-dimethylformamide.
  • the solvent can also act as an activator for the subsequent polymerization reaction.
  • the N, N-dimethylformamide can form a complex with the metal bis (halosulfonyl) imide, thus making it possible to substantially improve the yield of the subsequent reaction step of at least one compound of Formula 1 as described. above with the metal bis (halosulfonyl) imide of Formula 2 as defined herein.
  • the complex can be a complex as described by Higashi et al. (Higashi et al., Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Edition 22, No. 7 (1984): 1653-1660).
  • the metallating agent can be added in a bis (halosulfonyl) imide: metallating agent molar ratio of 1: 1.
  • the metallating agent can be added in excess relative to the bis (halosulfonyl) imide.
  • the amount of metallating agent may be in the range from about 1 equivalent to about 5 equivalents relative to the bis (halosulfonyl) imide, upper and lower limits included.
  • the amount of metallating agent can range from about 1 equivalent to about 4 equivalents, or from about 1 equivalent to about 3 equivalents, or from about 1 equivalent to about 1 equivalent.
  • the quantity of metallating agent may be in the range going from about 1 equivalent to about 1.5 equivalents relative to the bis (halosulfonyl) imide, upper and lower limits included.
  • the step of preparing a metal bis (halosulfonyl) imide or the metallation step can be carried out at a temperature in the range of from about 20 ° C to about 150 ° C, upper and lower limits included.
  • the step of preparing a metal bis (halosulfonyl) imide or the metallation step can be carried out at a temperature in the range of from about 30 ° C to about 135 ° C, or of from about 40 ° C to about 130 ° C, or from about 50 ° C to about 125 ° C, or from about 60 ° C to about 120 ° C, or from about 70 ° C to about 115 ° C, or ranging from about 80 ° C to about 110 ° C, or ranging from about 90 ° C to about 105 ° C, upper and lower limits included.
  • the step of preparing a metal bis (halosulfonyl) imide or the metallation step can be carried out at a temperature of
  • the step of preparing a metal bis (halosulfonyl) imide or the metallation step can be carried out at a sufficiently high temperature and for a sufficient period of time so that the metallation reaction is substantially complete. .
  • the metallation reaction can be carried out for a period of time ranging from about 10 hours to about 48 hours, or ranging from about 10 hours to about 24 hours, or ranging from about 12 hours to about 24 hours, upper and lower limits included.
  • the metallation reaction can be carried out for a period of time ranging from approximately 12 hours to approximately 24 hours.
  • the step of reacting at least one compound of Formula 1 including at least two functional groups as described above with the bis (halosulfonyl) imide of the metal of Formula 2 as defined here is a polymerization step. For example, all compatible polymerization methods are considered.
  • the polymerization of the metal bis (halosulfonyl) imide of Formula 2 and of at least one compound of Formula 1 can be carried out by polycondensation or by polyesterification, for example, by a Fischer esterification reaction. (or Fischer-Speier esterification) or by modified Steglich esterification.
  • polycondensation may be thermal polycondensation.
  • the polycondensation can be carried out by a method as described by Slavko et al. (Slavko et al., Chemical Science 8.10 (2017): 7106-7111).
  • the reaction of at least one compound of Formula 1 as described above with the metal bis (halosulfonyl) imide of Formula 2 can be carried out in the presence of a solvent, for example, an organic solvent.
  • a solvent for example, an organic solvent.
  • the solvent can be selected from the group consisting of N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, tetrachloromethane, chloroform, acetonitrile, tetrahydrofuran, and a combination miscible with at least two of these.
  • the solvent for the polymerization reaction is N, N-dimethylformamide.
  • the solvent can also act as an activator during the polymerization reaction.
  • the polymerization can optionally be carried out in the presence of at least one polymerization catalyst and optionally at least one cocatalyst and / or optionally at least one acylation catalyst.
  • the polymerization can also be carried out in the presence of a base and without a polymerization catalyst.
  • the polymerization catalyst can be an acid catalyst (eg, a Lewis acid catalyst).
  • the polymerization catalyst can be a boron-based catalyst, a boric acid-based catalyst, a boronic acid-based catalyst, or a borinic acid-based catalyst as described by Slavko et al. . (Slavko et al., Chemical Science 8.10 (2017): 7106-7111).
  • Non-limiting examples of boron-based polymerization catalysts include diarylborinic acids of formula A ⁇ BOH (where Ar is an aryl group), diphenylborinic acid, phenylboronic acid, trifluorophenyl boronic acid, 9H-9-bora-10-thiaanthracene-9-ol, 10H-phenoxaborinin-10-ol, boron tribro ure (BBr3), boron trichloride (BC ), acyl fluoborates, triethyloxonium fluoborate, boron trifluoride etherate, boron trifluoride (BF 3 ), boron tris (pentafluorophenyl), and other similar boron-derived catalysts, or a similar combination of at least two of these when compatible.
  • Ar is an aryl group
  • diphenylborinic acid phenylboronic acid
  • trifluorophenyl boronic acid 9H-9-
  • the polymerization catalyst can be a nucleophilic catalyst.
  • the polymerization can be catalyzed by a base such as pyridine, 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and pyridine derivatives.
  • the polymerization can be carried out in the presence of a base such as triethylamine (EtsN), N, N-diisopropylethylamine (iP ⁇ NEt), pyridine and pyridine derivatives.
  • the base is triethylamine.
  • the base can be used to deprotonate or regenerate the catalyst.
  • the base can also be used to neutralize the acid released during the reaction (for example, hydrochloric acid (HCl)).
  • the polymerization can be carried out in the presence of triethylamine, diphenylborinic acid or trifluorophenyl boronic acid, N, N-dimethylformamide and 4-dimethylaminopyridine.
  • the polymerization can be carried out in the presence of triethylamine, diphenylborinic acid or trifluorophenyl boronic acid and N, N-dimethylformamide.
  • the polymerization can be carried out in the presence of N, N-dimethylformamide and optionally of a base without adding a catalyst, a co-catalyst and / or an acylation catalyst.
  • the polymerization can be carried out by a process as illustrated in Scheme 4:
  • the process further comprises a post-functionalization or post-polymerization modification step.
  • a post-functionalization of the ionic polymer is carried out in anticipation of its crosslinking.
  • the step of post-functionalization of the ionic polymer can therefore optionally be carried out in order to functionalize the ionic polymer by the introduction of at least one functional group as defined above, for example, a crosslinkable functional group.
  • the crosslinkable functional group may be present on at least one end of the carbon chain of the ionic polymer and / or on a side chain thereof.
  • At least one terminal group or one substituent in the carbon chain of the ionic polymer comprises functionalities allowing the crosslinking of said ionic polymer.
  • the presence of such a functional group can contribute to the modulation of the properties of the ionic polymer.
  • the optional post-functionalization or post-polymerization modification step can be carried out by the reaction between at least one functional group of the ionic polymer and at least one precursor of a crosslinkable functional group.
  • the crosslinkable functional group is chosen from the acrylate, methacrylate, Ci-Cioalkyl-acrylate, Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyl-methacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyl-acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyl- groups.
  • the post-functionalization reaction can be chosen from an esterification reaction and an amidation reaction.
  • the post-functionalization reaction can be a Fisher esterification, a Steglich esterification, or a reaction as described in US Pat. No. 7,897,674 B2 (Zaghib et al.).
  • an ionic polymer having a carbamate function can be obtained by the reaction between 2-isocyanatoethyl methacrylate with a functional group of the ionic polymer.
  • the method further comprises a step of substituting at least one halogen atom, for example, a chlorine atom.
  • the substitution step can be carried out by a nucleophilic substitution reaction of halogen atoms with a nucleophilic reagent.
  • the nucleophilic reagent can be a salt, for example, a lithium salt such as lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) or a silver salt such as silver tetrafluoroborate (AgBF 4 ).
  • the substitution step can be carried out by the nucleophilic substitution of at least one chlorine atom by an anion (for example, TFSI or BF4).
  • the ionic polymer is brought into contact to react with at least one nucleophilic reagent.
  • the ionic polymer can be contacted with a sufficient amount of the nucleophilic reagent at a sufficiently high temperature and for a sufficient length of time to ensure a substantially complete nucleophilic substitution reaction.
  • the ionic polymer can be contacted with about 10 wt% LiTFSI at a temperature of about 40 ° C for about 2 hours to ensure a substantially complete nucleophilic substitution reaction.
  • the nucleophilic reagent can then be removed by filtration and precipitation in a suitable solvent, for example, ethyl acetate or methanol.
  • the process further comprises a separation or purification step.
  • the separation or purification step can be carried out by known compatible separation or purification methods.
  • the separation or purification step can be carried out by a molecular weight-based separation method.
  • the separation or purification step can be performed by a liquid chromatography method (eg, size exclusion chromatography) or a filtration method (eg, a membrane filtration method or membrane separation).
  • the separation or purification step is performed by a membrane filtration method (eg, nanofiltration or ultrafiltration).
  • the separation or purification step can be performed by ultrafiltration in some embodiments.
  • ultrafiltration can be performed with a membrane having a molecular weight exclusion limit (" molecular weight had off (MWCO) »in English) of 1000 DA (daltons) (or 1.66x10 15 pg), in order to separate the low molecular weight impurities (for example, less than 1000 DA) from the ionic polymer.
  • the separation or purification step can be carried out before and / or after the post-functionalization or post-polymerization modification step.
  • the method further comprises a coating step (also called spreading) of the polymeric composition or of a suspension comprising said ionic polymer as described above.
  • said coating step can be carried out by at least one doctor blade coating method, a transfer interval coating method ("comma coating” in English), a reverse transfer interval coating method ("reverse-comma coating” in English), a printing method such as gravure (“gravure coating” in English), or a slot coating method ("slot- die coating ”in English).
  • said coating step is carried out by a doctor blade coating method or a slot coating method.
  • the polymeric composition or the suspension comprising the ionic polymer can be coated on a substrate or support film (for example, a substrate made of silicone, polypropylene or silicone polypropylene).
  • a substrate or support film for example, a substrate made of silicone, polypropylene or silicone polypropylene.
  • said substrate or support film can be subsequently removed.
  • the polymeric composition or the suspension comprising the ionic polymer can be coated directly on an electrode.
  • the method further comprises a step of drying the polymeric composition or the ionic polymer as defined above.
  • the drying step can be carried out in order to remove any residual solvent.
  • the drying step and the coating step can be carried out simultaneously and / or separately.
  • the method further comprises a step of crosslinking the polymeric composition or the ionic polymer as defined above.
  • at least one terminal group or one substituent on the carbon chain of the ionic polymer (for example, R 1 and / or R 2) comprises at least one functional group allowing crosslinking of the ionic polymer.
  • the crosslinking step can be carried out by UV irradiation, by heat treatment, by microwave irradiation, under an electron beam, by gamma irradiation or by X-ray irradiation.
  • the crosslinking step is carried out by UV irradiation.
  • the crosslinking step is carried out by heat treatment.
  • the crosslinking step is carried out under an electron beam.
  • the crosslinking step can be carried out in the presence of a crosslinking agent, a thermal initiator, a photoinitiator, a catalyst, a plasticizer or a combination of minus two of those.
  • the photoinitiator is 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (Irgacure TM 651).
  • the polymeric composition and the ionic polymer can solidify after crosslinking.
  • the present technology also relates to the use of a polymeric composition or of an ionic polymer as defined above in electrochemical applications.
  • the polymeric composition or the ionic polymer can be used in electrochemical cells, batteries, supercapacitors (eg, a carbon-carbon supercapacitor, hybrid supercapacitors, etc.).
  • the polymeric composition or the ionic polymer can be used in electrochromic materials, electrochromic cells, electrochromic devices (ECD) and electrochromic sensors such as those described in US Pat. No. 5,356,553.
  • the polymeric composition as defined herein may be a solid polymer electrolyte composition.
  • the polymeric composition as defined herein can be used as a component of an electrode material, for example, as a binder in an electrode material.
  • the present technology therefore also relates to a solid polymer electrolyte comprising an ionic polymer as defined above or a polymeric composition as defined above (that is to say comprising an ionic polymer as defined above), wherein the ionic polymer can optionally be crosslinked if crosslinkable functional groups are present therein.
  • the solid polymer electrolyte composition or the solid polymer electrolyte as defined above can also comprise at least one salt.
  • the salt can be dissolved in the solid polymer electrolyte composition or in the solid polymer electrolyte.
  • the salt can be an ionic salt such as a lithium, sodium, potassium, calcium or magnesium salt.
  • the ionic salt is a lithium salt.
  • Non-limiting examples of lithium salts include lithium hexafluorophosphate (LÎPF 6 ), lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI), lithium bis (fluorosulfonyl) imide (LiFSI), 2-trifluoromethyl-4, Lithium 5-dicyano-imidazolate (LiTDI), lithium 4,5-dicyano-1,2,3-triazolate (LiDCTA), lithium bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide (LiBETI), lithium tetrafluoroborate (L1BF4) , lithium bis (oxalato) borate (LiBOB), lithium nitrate (UNO3), lithium chloride (LiCI), lithium bromide (LiBr), lithium fluor
  • the lithium salt can be LiPF 6 .
  • the lithium salt can be LiFSI.
  • the lithium salt can be LiTFSI.
  • Non-limiting examples of sodium salts include the salts described above where the lithium ion is replaced by a sodium ion.
  • Non-limiting examples of potassium salts include the salts described above where the lithium ion is replaced by a potassium ion.
  • Non-limiting examples of calcium salts include the salts described above where the lithium ion is replaced by a calcium ion and where the number of anions present in the salt is adjusted to the charge of the calcium ion.
  • Non-limiting examples of magnesium salts include the salts described above where the lithium ion is replaced by a magnesium ion and where the number of anions present in the salt is adjusted to the charge of the magnesium ion.
  • the solid polymer electrolyte composition or the solid polymer electrolyte as defined above may further optionally include additional components or additives such as ionic conductive materials, inorganic particles, glass particles. , ceramic particles (eg, nanoceramics), other similar additives, or a combination of at least two thereof.
  • additional component or the additive can be chosen for its high ionic conductivity and can in particular be added in order to improve the conduction of lithium ions.
  • the additional component or the additive can be chosen from compounds of NASICON, LISICON, thio-LiSICON type, garnets (“garnet” in English), of crystalline and / or amorphous form, and a combination of at least two of these.
  • the solid polymer electrolyte can be in the form of a thin film.
  • the film comprises at least one electrolyte layer including the solid polymer electrolyte.
  • additional components or additives defined above may be included and / or substantially dispersed in the electrolytic layer or separately in an ion conductive layer, for example, deposited on the electrolytic layer.
  • the present technology also relates to an electrode material comprising at least one electrochemically active material and an ionic polymer defined above or a polymeric composition as defined here (that is to say comprising an ionic polymer such as here defined).
  • the ionic polymer serves as a binder in the electrode material.
  • the electrode material is a positive electrode material. In another example, the electrode material is a negative electrode material.
  • the electrochemically active material can be in the form of particles.
  • electrochemically active materials include metal oxides, lithium metal oxides, metal phosphates, lithium metal phosphates, titanates and lithium titanates.
  • the metal of the electrochemically active material can be chosen from the elements: titanium (Ti), iron (Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), vanadium (V), nickel (Ni), cobalt (Co) , aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu), antimony (Sb) and a combination of at least two of them, when compatible.
  • the metal of the electrochemically active material can be chosen from titanium (Ti), iron (Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), vanadium (V), nickel ( Ni), cobalt (Co), aluminum (Al) and a combination of at least two of them, when compatible.
  • Non-limiting examples of electrochemically active materials also include lithium titanates and titanates (e.g. T1O 2 , L TiCh, U 4 T1 5 O 12 , FhTisOn, H 2 T1 4 O 9 and their combinations), metal phosphates and lithiated metal phosphates (for example, LiM'PC and M'PC, where M 'is selected from Fe, Ni, Mn, Mg, Co and their combinations), oxides of vanadium and oxides of vanadium and lithium (for example, UV 3 O 8 , V 2 O 5 , UV 2 O 5 and the like), and other metal and lithium oxides of the formulas LiM ⁇ C, UMO 2 (where M "is chosen from Mn, Co, Ni and their combinations), Li (NiM"')C> 2 (where M'"is chosen from Mn, Co, Al, Fe, Cr, Ti , Zr, another similar metal and their combinations) and a combination of at least two of them, when compatible.
  • LiM'PC and M'PC where M
  • the electrochemically active material can optionally be doped with other elements or impurities, which can be included in smaller amounts, for example, to modulate or optimize its electrochemical properties.
  • the electrochemically active material can be doped by partial substitution of the metal with other ions.
  • the electrochemically active material can be doped with a transition metal (for example, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn or Y) and / or a metal other than a metal of transition (for example, Mg, Al or Sb).
  • the electrochemically active material may be in the form of particles (eg, microparticles and / or nanoparticles) which may be freshly formed or from a commercial source and may further include a potting material.
  • the coating material can be an electronically conductive material, for example, the coating can be a carbon coating.
  • the electrode material is a negative electrode material comprising, for example, carbon coated lithium titanate (c-LTO) as an electrochemically active material.
  • c-LTO carbon coated lithium titanate
  • the electrode material can also optionally comprise additional components or additives such as ionic conductors, inorganic particles, glass or ceramic particles, nanoceramics (for example, Al 2 O 3, T1O 2 , S1O 2 and other similar compounds), salts (eg lithium salts) and other similar additives.
  • additional component or the additive may be an ionic conductor chosen from compounds of the NASICON, LISICON, thio-LiSICON type, garnets, sulphides, sulfur halides, phosphates and thio-phosphates, in crystalline and / or amorphous form, and a combination of at least two of them.
  • the electrode material as defined here may further comprise an electronically conductive material.
  • an electronically conductive material include carbon black (eg, Ketjen TM carbon and Super P TM carbon), acetylene black (eg, Shawinigan carbon and Denka TM carbon black), graphite, graphene, carbon fibers (e.g., gas-formed carbon fibers (VGCFs)), carbon nanofibers, carbon nanotubes (CNTs), and a combination of at least two of these this.
  • the present technology also relates to an electrode comprising the electrode material as defined herein on a current collector (eg, aluminum or copper).
  • a current collector eg, aluminum or copper
  • the electrode can be a self-supporting electrode.
  • the electrode as defined here is a positive electrode.
  • the electrode as defined here is a negative electrode.
  • the present technology also relates to an electrochemical cell comprising a negative electrode, a positive electrode and an electrolyte, in which at least one of the negative electrode, the positive electrode and the electrolyte comprises the ionic polymer as defined here or the same. polymeric composition as defined here.
  • the present technology also relates to an electrochemical cell comprising a negative electrode, a positive electrode and an electrolyte, wherein at least one of the negative electrode, the positive electrode and the electrolyte is as defined herein.
  • the electrolyte is a solid polymer electrolyte as defined here.
  • the negative electrode is as defined here.
  • the positive electrode is as defined here.
  • the electrolyte is a solid polymer electrolyte as defined here and the positive electrode is as defined here.
  • the present technology also relates to a battery comprising at least one electrochemical cell as defined here.
  • said battery can be chosen from a lithium battery, a lithium-ion battery, a lithium-sulfur battery, a sodium battery, a sodium-ion battery, a magnesium battery and a magnesium-ion battery.
  • the battery is a lithium battery or a lithium-ion battery.
  • the battery can be an all-solid battery (for example, an all-solid lithium battery).
  • the mixture was then purified by vacuum distillation at a temperature of about 180 ° C, a heat gun was used to heat the mixture.
  • the distillation was carried out without circulating water in the condenser and with a cold trap filled with liquid nitrogen.
  • the temperature was increased at the end of the distillation in order to make sure that it is complete.
  • the distillation was stopped before the formation of smoke to avoid contamination of the product.
  • Lithium bis (chlorosulfonyl) imide was prepared by a method as shown in Scheme 6:
  • FIG. 6 The synthesis of lithium bis (chlorosulfonyl) imide was carried out in a glove box under an inert nitrogen atmosphere. 1.0 equivalent of bis (chlorosulfonyl) imide prepared in Example 1 was weighed and introduced into a previously cleaned and dried flask at a temperature of 120 ° C for 2 hours to remove all traces of residual water. The balloon was then closed with a septum. Between about 1.0 and about 1.5 equivalents of lithium chloride dissolved in anhydrous N, N-dimethylformamide was added to the flask using a needle through the septum.
  • the flask was then taken out of the glove box and placed under a constant flow of nitrogen at a temperature of about 100 ° C for about 24 hours in order to ensure complete lithiation of the mixture and activation of the bis ( lithium chlorosulfonyl) imide by N, N-dimethylformamide.
  • Example 2 The mixture comprising lithium bis (chlorosulfonyl) imide prepared in Example 2 was cooled in an ice bath for 20 minutes. The septum was then removed and the neck of the flask was then washed with solvent to collect as much product as possible. The balloon was then closed with a new septum.
  • reaction mixture was then cooled, filtered and precipitated from ethyl acetate.
  • the reaction mixture was placed in an ice bath for about 30 minutes and then decanted.
  • the obtained polymer was then dissolved in a mixture of solvents comprising isopropanol and acetone (volume ratio 2: 8) and placed in the freezer for about 1 hour. The mixture was then filtered to remove residues of triethylamine chloride. The solvent was then evaporated using a rotary evaporator at a temperature of about 60 ° C. Finally, the polymer was dried in a vacuum oven at a temperature of about 60 ° C.
  • Polymer 1 thus obtained was then dissolved in 400 mL of water and filtered for about 7 hours by ultrafiltration with a membrane having a molecular weight exclusion limit of 1000 DA.
  • the substitution of chlorine atoms was carried out by a nucleophilic substitution reaction using silver tetrafluoroborate as the nucleophilic reagent.
  • the determination of the chloride ions present in Polymer 1 was carried out by the method of Mohr in order to calculate the necessary quantity of silver tetrafluoroborate.
  • the necessary amount of silver tetrafluoroborate was then dissolved in a minimum amount of water and added to a solution comprising 1 g of Polymer 1 dissolved in 20 mL of water. The solution was then stirred for about 15 minutes at room temperature. part then filtered and washed with methanol. The filtrate thus obtained was then evaporated to dryness.
  • the substitution was confirmed by fluorine nuclear magnetic resonance (19 fluorine NMR).
  • Example 3 (a) 4 g of the polymer prepared in Example 3 (a) was dissolved in 25 mL of anhydrous N, N-dimethylformamide. 1 mL of 2-isocyanatoethyl acrylate was then added to the solution and the resulting mixture was heated under a nitrogen atmosphere at a temperature of about 50 ° C for about 5 to 12 hours. 5 mL of methanol was then added to the solution and it was cooled to room temperature.
  • Polymer 2 was then dissolved in 400 mL of water and filtered by ultrafiltration for about 7 hours with a membrane having a molecular weight exclusion limit of 1000 DA. Polymer 2 was analyzed by size exclusion chromatography (SEC), proton nuclear magnetic resonance (proton NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning calorimetry (DSC).
  • SEC size exclusion chromatography
  • proton nuclear magnetic resonance proton nuclear magnetic resonance
  • FTIR Fourier transform infrared spectroscopy
  • DSC differential scanning calorimetry
  • Figure 1 shows the results of the analysis by size exclusion chromatography obtained for Polymer 2. The results were obtained in order to determine the average molecular weight of Polymer 2 (g / mol). The size exclusion chromatography was carried out with a refractive index (RI) detector and at a flow rate of 0.90 mL.min 1 . The size exclusion chromatography results obtained with Polymer 2 are presented in Tables 1 and 2.
  • RI refractive index
  • Figure 2 shows a proton NMR spectrum obtained for Polymer 2.
  • the lithium concentration of Polymer 2 was then determined. 30% by weight of a modified ion exchange resin marketed under the trademark DOWEX® was then added to the solution. The suspension thus obtained was then stirred for a period of about 12 hours at room temperature and then filtered. The filtrate thus obtained was evaporated to dryness and dried in a vacuum oven at a temperature of about 65 ° C for about 24 hours. The concentration of lithium in the polymer was determined by lithium nuclear magnetic resonance ( 7 Li NMR) relative to a standard solution of lithium chloride.
  • Said modified ion exchange resin was obtained by the following method: A glass column was filled with 30 g of Dowex® 50WX8 (H + ) resin and wetted with 2 M aqueous lithium hydroxide solution. was rinsed until a basic pH was reached at the end of the column. Subsequently, the resin thus modified was washed with ultrapure water until a neutral pH was obtained and then washed with 300 ml of methanol. The resin was then oven dried at a temperature of about 60 ° C for about 12 hours.
  • the modified ion exchange resin can be prepared by stirring 30 g of Dowex® 50WX8 (H + ) resin in 300 mL of a 2 M aqueous lithium hydroxide solution for about 12 hours and then filtering the mixture. suspension thus obtained. The resin thus modified is then washed and dried as described above.
  • the mixture comprising the lithium bis (chlorosulfonyl) imide of Example 2 was cooled in an ice bath for 20 minutes. The septum was then removed and the neck of the flask was then washed with solvent to collect as much product as possible. The balloon was then closed with a new septum.
  • the reaction mixture was then cooled, filtered and precipitated from ethyl acetate.
  • the reaction mixture was placed in an ice bath for about 30 minutes and then decanted.
  • the polymer was then dissolved in a mixture of solvents comprising isopropanol and acetone (volume ratio 2: 8) and placed in the freezer for about 1 hour.
  • the mixture was then filtered to remove residues of triethylamine chloride.
  • the solvent was then evaporated using a rotary evaporator at a temperature of about 60 ° C.
  • the polymer was dried in a vacuum oven at a temperature of about 60 ° C.
  • the polymer thus obtained (Polymer 3) was then dissolved in 400 mL of water and filtered by ultrafiltration for about 7 hours with a membrane having a molecular weight exclusion limit of 1000 DA. Substitution of chlorine atoms was then carried out by the method described in Example 3 (a).
  • Polymer 4 was prepared by post-functionalization of Polymer 3 presented in Example 3 (c) in order to introduce crosslinkable groups.
  • Polymer 4 was analyzed by size exclusion chromatography and the results are shown in Figure 4. Size exclusion chromatography was performed with a refractive index detector and at a flow rate of 0.80 mL.min 1 . The size exclusion chromatography results obtained with Polymer 4 are also presented in Tables 3 and 4.
  • the lithium concentration of Polymer 4 was also determined by the method described in Example 3 (b).
  • the mixture comprising the lithium bis (chlorosulfonyl) imide of Example 2 was cooled in an ice bath for 20 minutes. The septum was then removed and the neck of the flask was then washed with solvent to collect as much product as possible. The balloon was then closed with a new septum.
  • the reaction mixture was then cooled, filtered and precipitated from ethyl acetate.
  • the reaction mixture was placed in an ice bath for about 30 minutes and subsequently decanted.
  • the polymer was then dissolved in a mixture of solvents comprising isopropanol and acetone (volume ratio 2: 8) and placed in the freezer for about 1 hour.
  • the mixture was then filtered to remove residues of triethylamine chloride.
  • the solvent was then evaporated using a rotary evaporator at a temperature of about 60 ° C.
  • the polymer was dried under vacuum in an oven at a temperature of about 60 ° C.
  • the polymer thus obtained (Polymer 5) was then dissolved in 400 mL of water and filtered by ultrafiltration for about 7 hours with a membrane having a molecular weight exclusion limit of 1000 DA.
  • Polymer 5 was analyzed by proton nuclear magnetic resonance ( 1 H NMR), by carbon 13 nuclear magnetic resonance ( 13 C NMR), by fluorine nuclear magnetic resonance ( 19 F NMR), and by differential scanning calorimetry ( DSC).
  • Figure 5 shows a proton NMR spectrum obtained for a polymer obtained by the polymerization of diethylene glycol with lithium bis (chlorosulfonyl) imide prepared in Example 2, for example, by the process as described in Example 3 (To).
  • Figures 6 to 8 show respectively the proton NMR spectrum, the carbon 13 NMR spectrum and the fluorine NMR spectrum obtained for Polymer 5.
  • Polymer 6 was prepared by post-functionalization of Polymer 5 presented in Example 3 (e) in order to introduce crosslinkable groups.
  • Example 4 - Ionic conductivity Examples 4 (a) to 4 (d) relate to the preparation of polymer films for measuring the ionic conductivity of polymers as defined here by the method as described in the present application, while Examples 4 (e) and 4 (f) are for comparison. a) Preparation of the polymer film comprising Polymer 1
  • the suspension was then applied to a substrate or backing film using a hot plate coating system (Erichsen testing instruments) with a slit opening of 3 mils and at a speed of 15 mm. s -1 .
  • the polymer film thus obtained was dried at a temperature of 70 ° C. directly during the coating.
  • the suspension thus obtained was then applied to a substrate or support film using a coating system with a heating plate (Erichsen testing instruments) with a slit opening of 3 mils and at a speed of 15 mm. s -1 .
  • the polymer film thus obtained was dried at a temperature of 70 ° C. directly during the coating.
  • the polymer film was then dried under vacuum in an oven at a temperature of 85 ° C for 48 hours to remove the residual solvent.
  • the polymer film was placed in a polycarbonate (lexan) box under an inert helium atmosphere to reduce the presence of oxygen and humidity.
  • the polymer film was then irradiated for 5 minutes with UV light (254 nm wavelength) placed at a distance of about 5 cm from the polymer film.
  • the polymer film was then removed from the surface of the substrate or backing film.
  • the resulting suspension was then applied to a substrate or backing film using a hot plate coating system (Erichsen testing instruments) with a slit opening of 3 mils and at a speed of 15 mm. s -1 .
  • the polymer film thus obtained was dried at a temperature of 70 ° C. directly during the coating.
  • the polymer film was then dried under vacuum in an oven at a temperature of 85 ° C for 48 hours to remove the residual solvent.
  • the polymer film was placed in a polycarbonate (lexan) box under an inert helium atmosphere to reduce the presence of oxygen and humidity.
  • the polymer film was then irradiated for 5 minutes with UV light (254 nm wavelength) placed at a distance of about 5 cm from the polymer film.
  • the resulting suspension was then applied to a substrate or backing film using a hot plate coating system (Erichsen testing instruments) with a slit opening of 3 mils and at a speed of 15 mm. s 1 .
  • the polymer film thus obtained was dried at a temperature of 70 ° C. directly during the coating.
  • the polymer film was then dried under vacuum in an oven at a temperature of 85 ° C for 48 hours to remove the residual solvent.
  • the polymer film was placed in a polycarbonate (lexan) box under an inert helium atmosphere to reduce the presence of oxygen and humidity.
  • the polymer film was then irradiated for 5 minutes with UV light (254 nm wavelength) placed at a distance of about 5 cm from the polymer film.
  • the resulting suspension was then applied to a substrate or backing film using a hot plate coating system (Erichsen testing instruments) with a slit opening of 3 mils and at a speed of 15 mm. s -1 .
  • the polymer film thus obtained was dried at a temperature of 70 ° C. directly during the coating.
  • the polymer film was then dried under vacuum in an oven at a temperature of 85 ° C for 48 hours to remove the residual solvent.
  • the polymer film was placed in a polycarbonate (lexan) box under an inert helium atmosphere in order to reduce the presence of oxygen and humidity.
  • the Polymer film was then irradiated for 5 minutes with UV light (254nm wavelength) placed at a distance of about 5cm from the polymer film.
  • the resulting suspension was then applied to a substrate or backing film using a hot plate coating system (Erichsen testing instruments) with a slit opening of 3 mils and at a speed of 15 mm. s 1 .
  • the polymer film thus obtained was dried at a temperature of 70 ° C. directly during the coating.
  • the polymer film was then dried under vacuum in an oven at a temperature of 85 ° C for 48 hours to remove the residual solvent.
  • the polymer film was placed in a polycarbonate (lexan) box under an inert helium atmosphere to reduce the presence of oxygen and humidity.
  • the polymer film was then irradiated for 5 minutes with UV light (254 nm wavelength) placed at a distance of about 5 cm from the polymer film.
  • the polymer film was then removed from the surface of the substrate or backing film.
  • the preparation of the symmetrical cells comprising the polymer films prepared in Examples 4 (a) to 4 (f) was entirely carried out in an anhydrous chamber with a dew point of about -55 ° C.
  • the symmetrical cells were assembled in a button cell configuration.
  • the polymer films were placed between two electrodes of stainless steel blocking with an active area of 2.01 cm 2 .
  • the symmetrical cells were assembled according to the configurations shown in Table 5.
  • Example 4 The ionic conductivity measurements of the symmetrical cells of Example 4 (g) were performed by AC electrochemical impedance spectroscopy recorded with a VPM3 multichannel potentiostat. Electrochemical impedance spectroscopy was performed between 200 mHz and 1 MHz over a temperature range of 20 ° C to 80 ° C (up and down, every 5 ° C).
  • Equation 1 where, s is the ionic conductivity (S. cm -1 ), I is the thickness of the polymer film placed between the two stainless steel blocking electrodes, A is the contact surface between the polymer and the two stainless steel electrodes and R t is the total resistance measured by electrochemical impedance spectroscopy.
  • the graphs in Figures 10 to 15 respectively present the results of ionic conductivity (S. cm -1 ) measured as a function of temperature (K -1 ) for the symmetrical cells (Cells 1 to 6) assembled in Example 4 (g ).
  • Figure 10 shows that an ionic conductivity value of 1.97 x 10 -5 S. cm -1 was obtained at a temperature of 50 ° C for Cell 1 as described in Example 4 (g).
  • Figure 11 shows that an ionic conductivity value of 2.65 x 10 5 S. cm -1 was obtained at a temperature of 50 ° C for Cell 2 as described in Example 4 (g).
  • Figure 12 shows that an ionic conductivity value of 5.37 x 10 5 S. cm -1 was obtained at a temperature of 50 ° C for Cell 3 as described in Example 4 (g).
  • Figure 13 shows that an ionic conductivity value of 3.25 x 10 4 S. cm -1 was obtained at a temperature of 50 ° C for Cell 4 as described in Example 4 (g).
  • Figure 14 shows that an ionic conductivity value of 1.65 x 10 4 S. cm -1 was obtained at a temperature of 50 ° C for Cell 5 as described in Example 4 (g) (comparative ).
  • Figure 15 shows that an ionic conductivity value of 1.90 x 10 -4 S. cm -1 was obtained at a temperature of 50 ° C for Cell 6 as described in Example 4 (g) ( comparative).
  • Example 5 Cyclic voltammetry a) Preparation of the polymer films for the measurements of cyclic voltammetry The results of cyclic voltammetry were obtained for the polymers prepared in Examples 3 (b) and 3 (f) as well as for the polymers as described in the patents US'674 and US'174 and for a polyacrylonitrile (PAN) for comparison.
  • PAN polyacrylonitrile
  • the polymers prepared in Examples 3 (b) and 3 (f) and the comparative polymers were dissolved in a mixture of solvents comprising water and methanol (80:20 by volume).
  • Ketjen TM black was added to the blends in a ratio of polymer: Ketjen TM black (5: 1 by weight). The mixtures thus obtained were then mixed using a ball mill in order to adequately disperse and grind the Ketjen TM black agglomerates.
  • the viscosity of the mixtures thus obtained was adjusted with the mixture of solvents comprising water and methanol (80:20 by volume).
  • the mixtures thus obtained were then applied to carbon-coated aluminum current collectors using a doctor-blade coating system with a heating plate.
  • the polymer films thus obtained were dried at a temperature of 70 ° C directly during the coating.
  • the preparation of the symmetrical cells comprising the polymer films prepared in Example 5 (a) was entirely carried out in an anhydrous chamber with a dew point of approximately -55 ° C.
  • the symmetrical cells were assembled in a button cell configuration with an active area of 2.01 cm 2 .
  • the symmetrical cells were assembled according to the configurations shown in Table 6.
  • Example 5 (b) The electrochemical oxidation stability of symmetrical cells as described in Example 5 (b) was measured using a VMP-3 type potentiostat.
  • Figure 16 shows the cyclic voltammetry results obtained for Cell 7 (comparative cell) (solid line) recorded at a scan rate of 0.067 mV / s between 2.7 V and 4.3 V vs Li / Li + .
  • Figure 16 also shows the cyclic voltammetry results obtained for Cell 8 (comparative cell) (dashed line) recorded at a sweep speed of 0.05 mV / s between 2.7 V and 4.3 V vs Li / Li + .
  • Figure 17 shows the cyclic voltammetry results obtained for Cell 7 (comparative cell) recorded at a sweep speed of 0.067 mV / s between 2.5 V and 5 V vs Li / Li + .
  • Figure 17 shows that the oxidation of the polymer starts at a potential of about 4.37 V vs Li / Li + .
  • Figure 18 shows the cyclic voltammetry results obtained for Cell 9 (solid line) and for Cell 10 (dashed line) recorded at a sweep speed of 0.067 mV / s between 2.5 V and 5 V vs Li / Li + .
  • Figure 19 shows the cyclic voltammetry results obtained for Cell 7 (comparative cell) (double dot dash line), for Cell 10 (dashed dot line), for Cell 9 (dashed line) and for Cell 11 (dashed cell) comparison) (solid line) recorded at a sweep rate of 0.067 mV / s between 2.5 V and 5 V vs Li / Li + .
  • Figure 19 shows the results obtained during the first cycle.

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Abstract

La présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition comprenant le produit de réaction entre au moins un composé comprenant au moins deux groupes fonctionnels et un bis(halosulfonyl)imidure de métal pour utilisation dans des applications électrochimiques, notamment dans les accumulateurs électrochimiques tels que les batteries, les dispositifs électrochromes et les supercondensateurs. La présente technologie concerne également une composition polymérique, une composition d'électrolyte polymère solide, un électrolyte polymère solide, un matériau d'électrode comprenant ledit polymère ionique. Leurs utilisations dans des cellules électrochimiques et des accumulateurs électrochimiques ainsi que leurs procédés de fabrication sont également décrits.

Description

POLYMÈRES À BASE DE MONOMÈRES IONIQUES, LES COMPOSITIONS LES COMPRENANT, LEURS PROCÉDÉS DE FABRICATION ET LEUR UTILISATION DANS DES APPLICATIONS ÉLECTROCHIMIQUES
DEMANDES RELIÉES La présente demande revendique la priorité, sous la loi applicable, de la demande de brevet provisoire américaine N° 62/965,560 déposée le 24 janvier 2020, de la demande de brevet provisoire américaine N° 62/977,521 déposée le 17 février 2020 et de la demande de brevet européenne N° 20206000.0 déposée le 5 novembre 2020, le contenu desquelles est incorporé ici par référence dans leur intégralité et à toutes fins. DOMAINE TECHNIQUE
La présente demande se rapporte au domaine des polymères et de leur utilisation dans des applications électrochimiques. Plus particulièrement, la présente demande se rapporte au domaine des électrolytes polymères solides, des compositions polymériques, des compositions d’électrolytes polymères solides, à leurs procédés de fabrication et à leurs utilisations dans des cellules électrochimiques, dispositifs électrochromes, supercondensateurs, ou accumulateurs électrochimiques, notamment dans des batteries dites tout solide.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Les électrolytes polymères solides sont des matériaux prometteurs pour de nombreuses applications technologiques puisqu’ils permettent le développement de systèmes électrochimiques à l’état tout solide qui sont substantiellement plus sécuritaires, légers, flexibles et performants que leurs homologues basés sur l’utilisation d’électrolytes liquides.
Malgré leurs avantages significatifs, l'utilisation d'électrolytes polymères solides est toujours limitée notamment en raison de leur stabilité électrochimique limitée, de leur faible nombre de transport et de leur conductivité ionique relativement basse. En effet, la fenêtre de stabilité électrochimique des électrolytes polymères solides conventionnels est toujours relativement limitée, les électrolytes polymères à l'état solide conventionnels ne supportant généralement pas une opération à haut voltage (³ 4 V vs Li/Li+). De plus, les électrolytes polymères solides conventionnels tels que ceux à base de poly(oxyde d’éthylène) (POE) font face à des problèmes de conductivité ionique à température ambiante. Par exemple, la conductivité ionique du POE est de l’ordre de 10-3 S. cm-1 lorsque le polymère est à l’état fondu (Hallinan et al., Annual review of materials research 43 (2013): 503-525). Cependant, le transport d'ions se produit principalement dans la phase amorphe et diminue dans la phase cristalline entraînant une diminution significative de la conductivité ionique des polymères à base de POE. En effet, la conductivité ionique d’un polymère à base de POE diminue substantiellement à des températures d’utilisation inférieures à son point de fusion (Armand, M. Solid State lonics 9 (1983): 745-754). Le taux de réticulation des polymères à base de POE est également associé à des problèmes de stabilité électrochimique et de faible conductivité ionique, notamment en raison d’une mobilité segmentaire réduite.
Une approche courante pour résoudre le problème de faible conductivité ionique implique la modification de la structure du polymère afin de diminuer sa cristallinité, par exemple, en utilisant des polymères à base de PEO ramifiés ou séquencés comprenant des unités monomères abaissant la température de cristallisation, la température de transition vitreuse, ou en augmentant le nombre de transport ionique. Une autre stratégie employée pour résoudre ce problème implique l'incorporation de charges céramiques nanométriques telles que les nanoparticules de dioxyde de titane ( PO2), d’alumine (AI2O3), de dioxyde de silicium (S1O2) et d'aluminate de lithium (UAIO2) dans les polymères à base de POE afin d’en améliorer la tenue mécanique. Cependant, la présence de ces charges peut contribuer à une diminution des propriétés électrochimiques et/ou mécaniques du polymère.
Par conséquent, il existe un besoin pour le développement d'électrolytes polymères solides excluant un ou plusieurs des inconvénients des électrolytes polymères solides conventionnels.
SOMMAIRE
Selon un aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition comprenant le produit de la réaction entre au moins un composé de Formule 1 comprenant au moins deux groupements fonctionnels et un bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 :
Figure imgf000005_0001
Formule 1 Formule 2 dans lesquelles,
A est un groupement organique substitué ou non substitué choisi parmi un Ci- Cioalkylène linéaire ou ramifié, un Ci-CioalkylèneoxyCrCioalkylène linéaire ou ramifié, un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)Ci-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un polyéther linéaire ou ramifié et un polyester linéaire ou ramifié;
Xi et X2 sont des groupements fonctionnels indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un groupement hydroxyle, un groupement thiol et un groupement amine;
Xî et X4 sont des atomes d’halogène chacun indépendamment choisis parmi F, Cl, Br et I; et
Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+.
Dans un mode de réalisation, le composé de Formule 1 est choisi parmi le glycérol, les alcane diols, le propane-1,3-diol, le butane-1,4-diol, le pentane-1 ,5-diol, l’hexane-1 ,6-diol, l’octane-1,8-diol, le propane-1 ,2-diol, le butane-1 ,2-diol, le butane-2,3-diol, le butane-1,3- diol, le pentane-1,2-diol, l’étohexadiol, le p-menthane-3,8-diol, le 2-méthylpentane-2,4- diol, la polycaprolactone diol, l’éthylène glycol, le diéthylène glycol, le triéthylène glycol, le tétraéthylène glycol, le pentaéthylène glycol, le polyéthylène glycol, le 2, 2, 3, 3, 4, 4,5,5- octafluorohexane-1,6-diol, d’autres glycols et diols similaires, et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
Dans un autre mode de réalisation, le composé de Formule 1 est choisi parmi les alcane diamines, le propane-1 ,3-diamine, le butane-1,4-diamine, le pentane-1 ,5-diamine, l’hexane-1,6-diamine, l’octane-1,8-diamine, le propane-1,2-diamine, le butane-1 ,2- diamine, le butane-2,3-diamine, le butane-1 ,3-diamine, le pentane-1,2-diamine, le 2,4- diamino-2-méthylpentane, l’éthylènediamine, le 1,8-diamino-3,6-dioxaoctane, le 1,11- diamino-3,6,9-trioxaundécane, le 4,9-dioxa-1,12-dodécanediamine, le 1,14-diamino- 3,6,9, 12-tétraoxatétradécane, le poly(éthylène glycol) diamine, les produits commercialisés sous la marque JEFFAMINE® de la série D, ED ou EDR, d’autres diamines similaires, et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Dans un autre mode de réalisation, A est un Ci-Cioalkylène linéaire ou ramifié et optionnellement substitué et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 3 :
Figure imgf000006_0001
Formule 3 dans laquelle,
Xi et X2 sont tels qu’ici définis; Ri et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d’hydrogène, un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine, un atome d’halogène choisi parmi F, Cl, Br et I, et des substituants linéaires ou ramifiés choisis parmi CrCioalkyle, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle- méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, et oxycarbonylamino-Ci- Cioalkyle-acrylate; et
I est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 10.
Dans un autre mode de réalisation, A est un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)Ci-Cioalkylène linéaire ou ramifié et optionnellement substitué et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 4 :
Figure imgf000007_0002
Formule 4 dans laquelle,
Xi et X2 sont tels qu’ici définis; et m est un nombre compris entre 1 et 68. Dans un autre mode de réalisation, A est un polyéther linéaire ou ramifié et optionnellement substitué et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 5 :
Figure imgf000007_0001
Formule 5 dans laquelle,
Xi et X2 sont tels qu’ici définis; R3, R4 et R5 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi les groupements Ci-Cioalkyles; n, o et p sont choisis de telle sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther soit compris entre environ 220 g/mol et environ 2 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses; n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise entre environ 1 et environ 6; et o est un nombre compris entre environ 2 et environ 39.
Dans un autre mode de réalisation, R3, R4 et R5 sont des groupements méthyles. Dans un autre mode de réalisation, Xi et X2 sont tous deux des groupements amines.
Dans un autre mode de réalisation, A est un polyester aliphatique optionnellement substitué, tel que la polycaprolactone, et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 7 :
Figure imgf000008_0001
Formule 7 dans laquelle, t et u sont des nombres compris dans l’intervalle de 1 à 10.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 8 (a) ou est un polymère de Formule 8 (b) :
Figure imgf000008_0002
Formule 8 (a) Formule 8 (b) dans lesquelles,
A est un groupement organique substitué ou non substitué indépendamment et à chaque occurrence choisi parmi un Ci-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un Cr CioalkylèneoxyCi-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)Ci- Cioalkylène linéaire ou ramifié, un polyéther linéaire ou ramifié et un polyester linéaire ou ramifié;
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H;
RÔ est choisi parmi un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine et un groupement R7-X5-A-X6-; R7 est un groupement réticulable indépendamment à chaque occurrence choisi parmi les groupements acrylate, méthacrylate, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle- méthacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate et carbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate;
Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+; et v est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 9 :
Figure imgf000009_0001
Formule 9 dans laquelle, Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+;
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H;
Ri et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d’hydrogène, un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine, un atome d’halogène choisi parmi F, Cl, Br et I, et des substituants linéaires ou ramifiés choisis parmi CrCioalkyle, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle- méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate et oxycarbonylamino-Ci- Cioalkyle-acrylate;
I est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 10; et w est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 10 :
Figure imgf000010_0001
Formule 10 dans laquelle,
Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+;
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H; m est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 68; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 11 :
Figure imgf000011_0001
Formule 11 dans laquelle,
Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+; X5 et CQ sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H;
R3, R4 et R5 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi les groupements Ci-Cioalkyles; n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise entre environ 1 et environ 6; o est un nombre compris entre environ 2 et environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses. Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 12 :
Figure imgf000011_0002
dans laquelle, Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+; t et u sont des nombres compris entre 1 et 10; et z est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 13 :
Figure imgf000012_0001
dans laquelle, x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 14 :
Figure imgf000012_0002
Formule 14 dans laquelle, x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses. Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 15 :
Figure imgf000013_0001
Formule 15 dans laquelle, X5 et CQ sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses. Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 16 :
Figure imgf000014_0001
Formule 16 dans laquelle,
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 17 :
Figure imgf000014_0002
Formule 17 dans laquelle,
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieures et inférieures incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 18 :
Figure imgf000015_0001
Formule 18 dans laquelle,
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 19 :
Figure imgf000015_0002
Formule 19 dans laquelle, w est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 20 :
Figure imgf000016_0001
Formule 20 dans laquelle, w est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 21 :
Figure imgf000016_0002
Formule 21 dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise entre environ 1 et environ 6; o est un nombre compris entre environ 2 et environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 22 :
Figure imgf000017_0001
dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise entre environ 1 et environ 6; o est un nombre compris entre environ 2 et environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 23 :
Figure imgf000017_0002
dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise entre environ 1 et environ 6; o est un nombre compris entre environ 2 et environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieures et inférieures incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 24 :
Figure imgf000018_0001
Formule 24 dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise entre environ 1 et environ 6; o est un nombre compris entre environ 2 et environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 25 :
Figure imgf000018_0002
dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise entre environ 1 et environ 6; o est un nombre compris entre environ 2 et environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 26 :
Figure imgf000019_0001
Formule 26 dans laquelle, w et x sont des nombres choisis de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 27 :
Figure imgf000020_0001
Formule 27 dans laquelle, w et x sont des nombres choisis de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 28 :
Figure imgf000020_0002
Formule 28 dans laquelle, w et x sont des nombres choisis de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une composition polymérique comprenant au moins un polymère ionique tel qu’ici défini.
Dans un mode de réalisation, la composition polymérique comprend en outre au moins une composante additionnelle ou un additif. Selon un exemple, la composante additionnelle ou l’additif est choisi parmi les conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre, les particules de céramique, les sels et d’autres additifs similaires, ou une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Selon un autre exemple, la composante additionnelle ou l’additif est un additif de remplissage choisi parmi des particules ou nanoparticules de dioxyde de titane ( PO2), d’alumine (AI2O3) et de dioxyde de silicium (SiC>2).
Dans un autre mode de réalisation, la composition polymérique est utilisée dans une cellule électrochimique. Dans un autre mode de réalisation, la composition polymérique est une composition d’électrolyte polymère solide. Dans un autre mode de réalisation, la composition polymérique est laquelle est un liant pour matériau d’électrode. Dans un autre mode de réalisation, la composition polymérique est utilisée dans un supercondensateur. Selon un exemple, le supercondensateur est un supercondensateur carbone-carbone. Dans un autre mode de réalisation, la composition polymérique est utilisée dans un matériau électrochrome.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une composition d’électrolyte polymère solide comprenant une composition polymérique telle qu’ici définie.
Dans un autre mode de réalisation, la composition d’électrolyte polymère solide comprend en outre au moins un sel. Selon un exemple, le sel est un sel ionique choisi parmi un sel de lithium, un sel de sodium, un sel de potassium, un sel de calcium et un sel de magnésium.
Dans un autre mode de réalisation, la composition d’électrolyte polymère solide comprend en outre au moins une composante additionnelle ou un additif. Selon un exemple, la composante additionnelle ou l’additif est choisi parmi les matériaux conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre, les particules de céramique, une combinaison d’au moins deux de ceux-ci et autres additifs similaires.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un électrolyte polymère solide comprenant une composition d’électrolyte polymère solide telle qu’ici définie.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un matériau d’électrode comprenant un matériau électrochimiquement actif et une composition polymérique telle qu’ici définie. Dans un mode de réalisation, la composition polymérique est un liant.
Dans un autre mode de réalisation, le matériau électrochimiquement actif est sous forme de particules. Selon un exemple, le matériau électrochimiquement actif est choisi parmi un oxyde de métal, un oxyde de métal et de lithium, un phosphate de métal, un phosphate de métal lithié, un titanate et un titanate de lithium. Selon un autre exemple, le métal du matériau électrochimiquement actif est choisi parmi le titane (Ti), le fer (Fe), le magnésium (Mg), le manganèse (Mn), le vanadium (V), le nickel (Ni), le cobalt (Co), l’aluminium (Al), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), l’antimoine (Sb) et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
Dans un autre mode de réalisation, le matériau d’électrode comprend en outre au moins un matériau conducteur électronique. Selon un exemple, le matériau conducteur électronique est choisi parmi le noir de carbone, le noir d'acétylène, le graphite, le graphène, les fibres de carbone, les nanofibres de carbone, les nanotubes de carbone et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
Dans un autre mode de réalisation, le matériau d’électrode comprend en outre au moins une composante additionnelle ou un additif. Selon un exemple, la composante additionnelle ou l’additif est choisi parmi les conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre ou de céramique, les nanocéramiques, les sels et autres additifs similaires. Selon un autre exemple, la composante additionnelle ou l’additif est choisi parmi AI2O3, T1O2, S1O2.
Dans un autre mode de réalisation, le matériau d’électrode est un matériau d’électrode positive. Dans un autre mode de réalisation, le matériau d’électrode est un matériau d’électrode négative. Selon un exemple, le matériau électrochimiquement actif est un titanate de lithium ou un titanate de lithium est enrobé de carbone.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une électrode comprenant un matériau d’électrode tel qu’ici défini sur un collecteur de courant.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins l'un de l'électrode négative, de l'électrode positive et de l'électrolyte comprend un composition polymérique telle qu’ici définie.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins l'une de l'électrode négative et de l'électrode positive est telle qu’ici définie.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte polymère solide tel qu’ici défini.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un accumulateur électrochimique comprenant au moins une cellule électrochimique telle qu’ici définie.
Dans un mode de réalisation, l’accumulateur électrochimique est une batterie choisie parmi une batterie au lithium, une batterie lithium-ion, une batterie au sodium, une batterie sodium-ion, une batterie au magnésium, et une batterie magnésium-ion. Selon un exemple, ladite batterie est une batterie au lithium ou une batterie lithium-ion.
Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un procédé de préparation d’un polymère ou d’une composition polymérique tels qu’ici définis, le procédé comprenant les étapes suivantes :
(i) préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2; et
(ii) réaction d’au moins un composé de Formule 1 incluant au moins deux groupements fonctionnels tel qu’ici défini avec ledit bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2. Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide. Selon un exemple, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide est effectuée par la réaction entre de l'acide sulfamique et un acide halosulfonique en présence d’au moins un agent d’halogénation.
Selon un exemple, l’agent d’halogénation est choisi parmi le trichlorure de phosphore, le pentachlorure de phosphore, le chlorure de thionyle, le fluorure de thionyle, l'oxychlorure de phosphore et le chlorure d'oxalyle. Selon un exemple, l’agent d’halogénation est le chlorure de thionyle. Selon un autre exemple, l’acide halosulfonique est l'acide chlorosulfonique.
Dans un autre mode de réalisation, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide est effectuée à une température comprise dans l’intervalle allant d’environ 60 °C à environ 150 °C, ou allant d’environ 70 °C à environ 145 °C, ou allant d’environ 80 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 90 °C à environ 100 °C, ou allant d’environ 110 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 120 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 125 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 125 °C à environ 135 °C, bornes supérieures et inférieures incluses.
Dans un autre mode de réalisation, le bis(halosulfonyl)imide est un bis(chlorosulfonyl)imide.
Dans un autre mode de réalisation, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal est effectuée par une réaction de métallation entre un bis(halosulfonyl)imide et au moins un agent de métallation, optionnellement en présence d’un solvant.
Selon un exemple, l’agent de métallation comprend un métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le lithium, le sodium, le potassium, le calcium et le magnésium. Selon un exemple, l’agent de métallation est un agent de lithiation choisi parmi l’hydroxyde de lithium, le carbonate de lithium, l’hydrogénocarbonate de lithium, l’hydrure de lithium, le chlorure de lithium, le bromure de lithium, l’iodure de lithium, un carboxylate de lithium de formule RCO2U (dans laquelle R est un groupement CrCioalkyle linéaire ou ramifié ou un hydrocarbure aromatique), l’oxalate de lithium et le lithium métallique. Selon un autre exemple, l’agent de lithiation est le chlorure de lithium. Dans un autre mode de réalisation, le solvant est choisi parmi le N,N-diméthylformamide, le N-méthyl-2-pyrrolidone, le diméthylacétamide, le tétrachlorométhane, le chloroforme, l’acétonitrile, le tétrahydrofurane et une combinaison miscible d’au moins deux de ceux- ci. Selon un exemple, le solvant est le N,N-diméthylformamide.
Dans un autre mode de réalisation, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 est effectuée à une température comprise dans l’intervalle allant d’environ 20 °C à environ 150 °C, ou allant d’environ 30 °C à environ 135 °C, ou allant d’environ 40 °C à environ 130 °C, ou allant d’environ 50 °C à environ 125 °C, ou allant d’environ 60 °C à environ 120 °C, ou allant d’environ 70 °C à environ 115 °C, ou allant d’environ 80 °C à environ 110 °C, ou allant d’environ 90 °C à environ 105 °C, bornes supérieures et inférieures incluses.
Dans un autre mode de réalisation, l’étape de préparation du bis(halosulfonyl)imidure de métal est effectuée pour une période de temps comprise dans l’intervalle allant d’environ 10 heures à environ 48 heures, ou allant d’environ 10 heures à environ 24 heures, ou allant d’environ 12 heures à environ 24 heures, bornes supérieures et inférieures incluses.
Dans un autre mode de réalisation, l’étape de réaction d’au moins un composé de Formule 1 incluant au moins deux groupements fonctionnels avec ledit bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 est une étape de polymérisation. Selon un exemple, la polymérisation est effectuée par polycondensation. Par exemple, la polymérisation est effectuée par polyestérification. Selon un exemple, la polyestérification est effectuée par une réaction d’estérification de Fischer ou par une réaction d’estérification de Steglich.
Dans un autre mode de réalisation, l’étape de réaction d’au moins un composé de Formule 1 incluant au moins deux groupements fonctionnels avec ledit bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 est effectuée en présence d’un solvant. Selon un exemple, le solvant est choisi parmi le N,N-diméthylformamide, le N-méthyl-2-pyrrolidone, le diméthylacétamide, le tétrachlorométhane, le chloroforme, l’acétonitrile, le tétrahydrofurane et une combinaison miscible d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, le solvant est le N,N-diméthylformamide.
Dans un autre mode de réalisation, l’étape de polymérisation est effectuée en présence d’au moins une base et éventuellement d’au moins un catalyseur de polymérisation et/ou d’au moins un co-catalyseur et/ou éventuellement d’au moins catalyseur d’acylation. Dans un autre mode de réalisation, le catalyseur de polymérisation est choisi parmi le groupe constitué d’un catalyseur acide, un catalyseur nucléophile et un catalyseur à base de bore.
Dans un autre mode de réalisation, le catalyseur nucléophile est choisi parmi le groupe constitué de la 4-diméthylaminopyridine, de la pyridine, et d’autres dérivés de pyridine.
Dans un autre mode de réalisation, le catalyseur à base de bore est un catalyseur à base d’acide borique, un catalyseur à base d’acide boronique, ou un catalyseur à base d’acide borinique. Par exemple, le catalyseur de polymérisation est choisi parmi les acides diarylboriniques de formule A^BOH (dans laquelle Ar est un groupement aryle), l’acide diphénylborinique, l’acide phénylboronique, l’acide trifluorophényl boronique, le 9H-9- bora-10-thiaanthracèn-9-ol, le 10H-phénoxaborinin-10-ol, le tribromure de bore, le trichlorure de bore, les fluoborates d'acyle, le fluoborate de triéthyloxonium, l'éthérate de trifluorure de bore, le trifluorure de bore, le tris(pentafluorophényl) de bore, et autres catalyseurs similaires dérivés du bore, ou une combinaison d’au moins deux de ceux-ci lorsque compatibles.
Dans un autre mode de réalisation, la base est choisie parmi la triéthylamine, la N,N- diisopropyléthylamine, la pyridine et les dérivés de pyridine. Selon un exemple, la base est la triéthylamine.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de post- fonctionnalisation ou de modification post-polymérisation. Selon un exemple, l’étape de post-fonctionnalisation ou de modification post-polymérisation est effectuée afin d’introduire au moins un groupement fonctionnel réticulable. Selon un exemple, l’étape de post-fonctionnalisation ou de modification post-polymérisation est effectuée par la réaction entre au moins un groupement fonctionnel et au moins un précurseur d’un groupement fonctionnel réticulable. Par exemple, le groupement fonctionnel réticulable est choisi parmi les groupements acrylate, méthacrylate, CrCioalkyle-acrylate, Cr Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonyl-Ci- Cioalkyle-acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, aminocarbonyl-Ci- Cioalkyle-acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonylamino-Ci- Cioalkyle-acrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle- acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate et carbonylamino-Ci-Cioalkyle- acrylate.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de séparation ou de purification. Selon un exemple, l’étape de séparation ou de purification est effectuée par une méthode de chromatographie en phase liquide ou une méthode de filtration.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape d’enduction de la composition polymérique. Selon un exemple, l'étape d’enduction est effectuée par au moins une méthode choisie parmi une méthode d’enduction à la racle, une méthode d’enduction à intervalle de transfert, une méthode d’enduction à intervalle de transfert inversé, une méthode d'impression, une méthode de gravure et une méthode d’enduction fente.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de séchage de la composition polymérique afin d’éliminer tout solvant résiduel et/ou eau. Selon un exemple, l'étape de séchage de la composition polymérique et l'étape d’enduction de la composition polymérique sont effectuées simultanément.
Dans un autre mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de réticulation. Par exemple, l’étape de réticulation est effectuée par irradiation UV, par traitement thermique, par irradiation micro-ondes, sous un faisceau d'électrons, par irradiation gamma, ou par irradiation aux rayons X. L’étape de réticulation peut être effectuée en présence d'au moins l'un parmi un agent réticulant, un initiateur thermique, un photoinitiateur (par exemple, initiateur UV), un catalyseur, un agent plastifiant ou d’une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES La Figure 1 est un chromatogramme obtenu par chromatographie d'exclusion stérique (SEC) pour le Polymère 2, tel que décrit à l'Exemple 3(b).
La Figure 2 est un spectre de résonance magnétique nucléaire du proton (1H RMN) obtenu pour le Polymère 2, tel que décrit à l'Exemple 3(b). La Figure 3 un graphique présentant les résultats de l’analyse par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) obtenu pour le Polymère 2, tel que décrit à l'Exemple 3(b).
La Figure 4 est un chromatogramme obtenu par chromatographie d'exclusion stérique pour le Polymère 4, tel que décrit à l'Exemple 3(d). La Figure 5 est un spectre de résonance magnétique nucléaire du proton d’un polymère obtenu par la polymérisation du diéthylène glycol avec du bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium, tel que décrit à l'Exemple 3(e).
La Figure 6 est un spectre de résonance magnétique nucléaire du proton obtenu pour le Polymère 5, tel que décrit à l'Exemple 3(e). La Figure 7 est un spectre de résonance magnétique nucléaire du carbone 13 (13C RMN) obtenu pour le Polymère 5, tel que décrit à l'Exemple 3(e).
La Figure 8 est un spectre de résonance magnétique nucléaire du fluor (19F RMN) obtenu pour le Polymère 5, tel que décrit à l'Exemple 3(e).
La Figure 9 est un graphique présentant les résultats de l’analyse par calorimétrie différentielle à balayage obtenu pour le Polymère 5, tel que décrit à l'Exemple 3(e).
La Figure 10 est un graphique présentant les résultats de conductivité ionique (S. cm-1) en fonction de la température (1000/T, K-1) pour la Cellule 1, tel que décrit à l'Exemple 4(h).
La Figure 11 est un graphique présentant les résultats de conductivité ionique (S. cm-1) en fonction de la température (1000/T, K-1) pour la Cellule 2, tel que décrit à l'Exemple 4(h). La Figure 12 est un graphique présentant les résultats de conductivité ionique (S. cm-1) en fonction de la température (1000/T, K-1) pour la Cellule 3, tel que décrit à l'Exemple 4(h).
La Figure 13 est un graphique présentant les résultats de conductivité ionique (S. cm-1) en fonction de la température (1000/T, K-1) pour la Cellule 4, tel que décrit à l'Exemple 4(h).
La Figure 14 est un graphique présentant les résultats de conductivité ionique (S. cm-1) en fonction de la température (1000/T, K1) pour la Cellule 5 (cellule comparative), tel que décrit à l'Exemple 4(h). La Figure 15 est un graphique présentant les résultats de conductivité ionique (S. cm-1) en fonction de la température (1000/T, K-1) pour la Cellule 6 (cellule comparative), tel que décrit à l'Exemple 4(h).
La Figure 16 présente des voltammogrammes cycliques obtenus pour la Cellule 7 (cellule comparative) (ligne pleine) enregistrés à une vitesse de balayage de 0,067 mV/s et pour la Cellule 8 (cellule comparative) (ligne discontinue) enregistrés à une vitesse de balayage de 0,05 mV/s entre 2,7 V et 4,3 V vs Li/Li+, tels que décrits à l'Exemple 5(c).
La Figure 17 présente un voltammogramme cyclique obtenu pour la Cellule 7 (cellule comparative) enregistrés à une vitesse de balayage de 0,067 mV/s entre 2,5 V et 5 V vs Li/Li+, tel que décrit à l'Exemple 5(c).
La Figure 18 présente des voltammogrammes cycliques obtenus pour la Cellule 9 (ligne pleine) et pour la Cellule 10 (ligne discontinue) enregistrés à une vitesse de balayage de 0,067 mV/s entre 2,5 V et 5 V vs Li/Li+, tels que décrits à l'Exemple 5(c).
La Figure 19 présente des voltammogrammes cycliques obtenus pour la Cellule 7 (cellule comparative) (ligne double point tiret), pour la Cellule 10 (ligne point tiret), pour la Cellule 9 (ligne discontinue) et pour la Cellule 11 (cellule comparative) (ligne pleine) enregistrés à une vitesse de balayage de 0,067 mV/s entre 2,5 V et 5 V vs Li/Li+, tels que décrits à l'Exemple 5(c).
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La description détaillée et les exemples suivants sont présentés à titre illustratif seulement et ne doivent pas être interprétés comme limitant davantage la portée de l'invention.
Tous les termes et toutes les expressions techniques et scientifiques utilisés ici ont les mêmes définitions que celles généralement comprises de la personne versée dans l’art de la présente technologie. La définition de certains termes et expressions utilisés est néanmoins fournie ci-dessous.
Lorsque le terme « approximativement » ou son terme équivalent « environ » sont utilisés ici, ils signifient dans la région de, ou autour de. Par exemple, lorsque les termes « approximativement » ou « environ » sont utilisés en lien avec une valeur numérique, ils peuvent la modifier au-dessus et au-dessous par une variation de 10% par rapport à la valeur nominale. Ce terme peut également tenir compte, par exemple, de l’arrondissement ou de l'erreur expérimentale due aux limites d'un appareil de mesure.
Lorsqu'un intervalle de valeurs est ici mentionné, les bornes inférieure et supérieure de l'intervalle sont, à moins d'indication contraire, toujours incluses dans la définition. Lorsqu'un intervalle de valeurs est mentionné dans la présente demande, tous les intervalles et sous-intervalles intermédiaires, ainsi que les valeurs individuelles incluses dans ces intervalles, sont inclus dans la définition.
Pour plus de clarté, l'expression « unités monomères dérivées de » et les expressions équivalentes, telles qu'utilisées ici, se réfèrent à des unités répétées d’un polymère obtenues à partir de la polymérisation d'un monomère polymérisable.
L’expression « motif de répétition » telle qu’ici utilisée, désigne une séquence d’unités répétées faisant partie de la chaîne d’un polymère.
L’expression « fragment » telle qu’ici utilisée en lien avec une séquence polymère, désigne une partie d’un polymère comprenant un motif de répétition et éventuellement un ou groupement terminal.
Les structures chimiques décrites ici sont dessinées suivant les conventions du domaine. Aussi, lorsqu’un atome, comme un atome de carbone, tel que dessiné semble inclure une valence incomplète, alors on assume que la valence est satisfaite par un ou plusieurs atomes d’hydrogène même s’ils ne sont pas explicitement dessinés.
Pour plus de certitude, dans le présent document, lorsqu’une formule désigne un motif de répétition ou un fragment de polymère, à moins qu’il ne soit défini, par exemple par un groupe OH, NH2, etc., le bout du lien dépassant le ou les crochet(s) de la formule
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0002
n’est pas obligatoirement un groupement méthyle et est plutôt défini comme étant le reste du polymère, la définition du groupe extérieur au crochet demeurant ouverte. Par exemple, ce groupement peut représenter un groupement X1, X2, CB, X4, R6 ou R7 tels qu’ici définis, le résidu d’un initiateur, ou un autre fragment de polymère.
Tel qu’ici utilisé, le terme « alkyle » réfère à des hydrocarbures saturés ayant entre un et dix atomes de carbone, incluant les groupements alkyles linéaires ou ramifiés. Des exemples non limitatifs de groupements alkyles peuvent comprendre les groupes méthyle, éthyle, propyle, butyle, pentyle, hexyle, heptyle, octyle, nonyle, décyle, isopropyle, tert- butyle, sec-butyle, isobutyle, et ainsi de suite. Lorsque le groupement alkyle est localisé entre deux groupements fonctionnels, alors le terme alkyle inclut également les groupements alkylènes tels que les groupes méthylène, éthylène, propylène, et ainsi de suite. Les termes « Cm-Cnalkyle » et « Cm-Cnalkylène » réfèrent respectivement à un groupement alkyle ou alkylène ayant du nombre « m » indiqué au nombre « n » indiqué d’atomes de carbone.
Tel qu'utilisé ici, le terme « aryle » réfère à des groupes fonctionnels comprenant des cycles ayant un caractère aromatique ayant de 6 à 14 atomes de cycle, de préférence de 6 atomes de cycle. Le terme « aryle » réfère à la fois aux systèmes monocycliques et polycycliques conjugués. Le terme « aryle » inclut également les groupements substitués ou non substitués. Des exemples de groupements aryles incluent, sans limitation, phényle, benzyle, phénéthyle, 1-phényléthyle, tolyle, naphtyle, biphényle, terphényle, indényle, benzocyclooctényle, benzocycloheptényle, azulényle, acénaphthylényle, fluorényle, phénanthrényle, anthracényle, pérylényle, et ainsi de suite.
La présente technologie concerne un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition comprenant le produit de la réaction entre au moins un composé de Formule 1 comprenant au moins deux groupements fonctionnels et un bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 :
Figure imgf000031_0001
Formule 1 Formule 2 dans lesquelles,
A est un groupement organique substitué ou non substitué choisi parmi un Cr Cioalkylène linéaire ou ramifié, un Ci-CioalkylèneoxyCi-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)Ci-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un polyéther linéaire ou ramifié et un polyester linéaire ou ramifié; Xi et X2 sont des groupements fonctionnels indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un groupement hydroxyle, un groupement thiol et un groupement amine;
Xî et X4 sont des atomes d’halogène chacun indépendamment choisis parmi F, Cl, Br et I; et
Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+.
Selon un exemple, X1 et X2 peuvent être des groupements fonctionnels indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un groupement hydroxyle (OH), un groupement thiol (SH) et un groupement amine primaire (NH2). Selon une variante d'intérêt, X1 et X2 peuvent être des groupements fonctionnels indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un groupement hydroxyle et un groupement amine primaire.
Selon un autre exemple, X1 et X2 peuvent être identiques, par exemple, X1 et X2 sont tous deux des groupements hydroxyles, ou tous deux des groupements thiols, ou tous deux des groupements amines primaires. Selon une variante d'intérêt, X1 et X2 sont tous deux des groupements hydroxyles. Selon une autre variante d'intérêt, X1 et X2 sont tous deux des groupements amines primaires.
Selon un autre exemple, X3 et X4 peuvent être identiques, par exemple, X3 et X4 sont tous deux des atomes de chlore.
Selon un autre exemple, Mn+ peut être un ion de métal alcalin choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+ et Li+, par exemple, Mn+ est un ion Li+.
Par exemple, X3 et X4 sont tous deux des atomes de chlore et Mn+ est un ion Li+, c'est-à- dire que le bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 est le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium.
Selon un autre exemple, A est un groupement organique substitué ou non substitué choisi parmi un C2-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un C2-CioalkylèneoxyC2-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un poly(C2-Cioalkylèneoxy)C2-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un polyéther linéaire ou ramifié et un polyester linéaire ou ramifié. Selon un autre exemple, A est un CrCioalkylène linéaire ou ramifié et optionnellement substitué et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 3 :
Figure imgf000033_0001
Formule 3 dans laquelle,
Xi et X2 sont tels qu’ici définis;
Ri et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d’hydrogène, un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine, un atome d’halogène choisi parmi F, Cl, Br et I, et des substituants linéaires ou ramifiés choisis parmi CrCioalkyle, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle- méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, et oxycarbonylamino-Ci- Cioalkyle-acrylate; et
I est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 10.
Selon un autre exemple, Ri et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d’hydrogène, un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine, un atome de fluor et des substituants linéaires ou ramifiés choisis parmi Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle- méthacrylate et oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate.
Selon un autre exemple, Ri et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d’hydrogène, un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine primaire, un atome de fluor et des substituants linéaires ou ramifiés choisis parmi Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonylamino-Ci- Cioalkyle-méthacrylate et oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate.
Selon un autre exemple, I est un nombre compris dans l’intervalle de 2 à 10. Selon un autre exemple, A est un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)Ci-Cioalkylène linéaire ou ramifié et optionnellement substitué, par exemple le composé de Formule 1 pouvant être un composé de Formule 4 :
Figure imgf000034_0001
Formule 4 dans laquelle,
Xi et X sont tels qu’ici définis; et m est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 68.
Selon une variante d'intérêt, X et X sont tous deux des groupements hydroxyles ou sont tous deux des groupements amines et le composé de Formule 1 est de Formules 4 (a) ou 4 (b) :
Figure imgf000034_0002
Formule 4 (a) Formule 4 (b) dans lesquelles, m est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 6.
Selon une autre variante d'intérêt, le composé de Formule 1 peut être un produit JEFFAMINE® de la série D et le composé est de Formule 4 (c) :
Figure imgf000035_0001
Formule 4 (c) dans laquelle, m est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 68.
Selon un exemple, le produit JEFFAMINE® de la série D peut être la JEFFAMINE® D- 230, où m est d'environ 2,5 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 230 g/mol.
Selon un autre exemple, le produit JEFFAMINE® de la série D peut être la JEFFAMINE® D-400, où m est d'environ 6,1 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 430 g/mol. Selon un autre exemple, le produit JEFFAMINE® de la série D peut être la JEFFAMINE® D-2000, où m est d'environ 33 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 2 000 g/mol.
Selon un autre exemple, le produit JEFFAMINE® de la série D peut être la JEFFAMINE® D-4000, où m est d'environ 68 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 4000 g/mol.
Selon un autre exemple, A est un polyéther linéaire ou ramifié et optionnellement substitué. Selon un exemple, le polyéther optionnellement substitué peut être à base d'oxyde de propylène (OP), d'oxyde d'éthylène (OE) ou d'un mélange OP/OE. Par exemple, A est un polyéther optionnellement substitué principalement à base de polyéthylène glycol (PEG) et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 5 :
Figure imgf000036_0001
Formule 5 dans laquelle,
Xi et X2 sont tels qu’ici définis;
R3, R4 et Rs sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi les groupements Ci-Cioalkyles; n, o et p sont choisis de telle sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther soit compris entre environ 220 g/mol et environ 2 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses; n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise dans l’intervalle d’environ 1 à environ 6; et o est un nombre compris dans l’intervalle d’environ 2 à environ 39.
Selon une variante d'intérêt, le composé de Formule 1 est un composé de Formule 5 et peut être un produit JEFFAMINE® de la série ED, le composé étant de Formule 5 (a) :
Figure imgf000036_0002
Formule 5 (a) dans laquelle, n, o et p sont choisis de telle sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther soit compris entre environ 220 g/mol et environ 2 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses; n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise dans l’intervalle d’environ 1 à environ 6; et o est un nombre compris dans l’intervalle d’environ 2 à environ 39.
Selon un exemple, le produit J EFFAMI NE® de la série ED peut être la JEFFAMINE® HK- 511, où o est d'environ 2, la somme (n + p) est d'environ 1,2 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 220 g/mol.
Selon un autre exemple, le produit JEFFAMINE® de la série ED peut être la JEFFAMINE® ED-2003, où o est d'environ 39, la somme (n + p) est d'environ 6 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 2 000 g/mol. Selon un autre exemple, le produit JEFFAMINE® de la série ED peut être la JEFFAMINE® ED-900, où o est d'environ 12,5, la somme (n + p) est d'environ 6 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 900 g/mol.
Selon un autre exemple, le produit JEFFAMINE® de la série ED peut être la JEFFAMINE® ED-600, où o est d'environ 9, la somme (n + p) est d'environ 3,6 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 600 g/mol.
Selon une variante d'intérêt, le produit JEFFAMINE® de la série ED peut être choisi parmi le groupe constitué par les produits JEFFAMINE® ED-600, ED-900 et ED-2003.
Selon un autre exemple, A est un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)Ci-Cioalkylène linéaire ou ramifié et optionnellement substitué, le composé de Formule 1 pouvant être un composé de Formule 6 :
Figure imgf000037_0001
Formule 6 dans laquelle,
Xi et X2 sont tels qu’ici définis; et q et r sont des nombres compris dans l’intervalle de 1 à 10. Selon une variante d'intérêt, le composé de Formule 1 est un composé de Formule 6 et peut être un produit JEFFAMINE® de la série EDR de Formule 6 (a) :
Figure imgf000038_0001
Formule 6 (a) dans laquelle, Xi, X2, q et r sont tels qu’ici définis.
Selon un exemple, le produit JEFFAMINE® de la série EDR peut être la JEFFAMINE® EDR-148, où q et r sont d'environ 2 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 148 g/mol.
Selon un autre exemple, le produit JEFFAMINE® de la série EDR peut être la JEFFAMINE® EDR-176, où q et r sont d'environ 3 et le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther diamine est d'environ 176 g/mol.
Selon un autre exemple, A est un polyester aliphatique optionnellement substitué tel que la polycaprolactone et, par exemple, le composé de Formule 1 est un composé de Formule 7 :
Figure imgf000038_0002
Formule 7 dans laquelle, t et u sont des nombres compris entre 1 et 10.
Selon un autre exemple, le composé de Formule 1 incluant au moins deux groupements fonctionnels peut être un alcool (ou un polyalcool) incluant au moins deux groupements hydroxyles, un éther de glycol, ou polyol tel qu’un un diol (ou glycol), un triol, un tétraol, un pentol, un hexol, un heptol et ainsi de suite. Par exemple, le composé incluant au moins deux groupements hydroxyles peut être un diol (ou glycol) linéaire ou ramifié, peut être aliphatique ou aromatique, par exemple, tous les diols (ou glycols) sont envisagés.
Des exemples non limitatifs de composés incluant au moins deux groupements hydroxyles incluent le glycérol (glycérine), les alcane-diols, le propane-1,3-diol, le butane- 1 ,4-diol, le pentane-1,5-diol, l’hexane-1,6-diol, l’octane-1,8-diol, le propane-1 ,2-diol (ou propylène glycol (PG)), le butane-1 ,2-diol, le butane-2,3-diol (ou diméthylène glycol), le butane-1,3-diol (ou butylène glycol), le pentane-1,2-diol, l’étohexadiol, le p-menthane-3,8- diol, le 2-méthylpentane-2,4-diol, la polycaprolactone diol, l’éthylène glycol (1 ,2- ethanediol), le diéthylène glycol (ou éthylène diglycol), le triéthylène glycol, le tétraéthylène glycol, le pentaéthylène glycol, le polyéthylène glycol, et d’autres glycols et diols similaires, ou leurs combinaisons. Par exemple, le composé incluant au moins deux groupements hydroxyles peut être choisi parmi le glycérol, le diéthylène glycol, l’éthylène glycol, le propane diol, le triéthylène glycol, le tétraéthylène glycol, le 2, 2, 3, 3, 4, 4,5,5- octafluorohexane-1,6-diol et la polycaprolactone diol.
Selon une variante d’intérêt, le composé incluant au moins deux groupements hydroxyles peut être le glycérol. Selon une autre variante d’intérêt, le composé incluant au moins deux groupements hydroxyles peut être le diéthylène glycol. Selon une autre variante d’intérêt, le composé incluant au moins deux groupements hydroxyles peut être le 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorohexane-1 ,6-diol.
Selon un autre exemple, le composé incluant au moins deux groupements fonctionnels peut être une polyamine incluant au moins deux groupements amines tels qu'une diamine, une triamine et ainsi de suite. Par exemple, le composé incluant au moins deux groupements amines peut être une diamine linéaire ou ramifiée et peut être aliphatique ou aromatique, par exemple, toutes les diamines sont envisagées. Des exemples non limitatifs de composés incluant au moins deux groupements amines incluent le propane- 1 ,2,3-triamine, les alcanes diamines, le propane-1,3-diamine, le butane-1,4-diamine, le pentane-1,5-diamine, l’hexane-1,6-diamine, l’octane-1,8-diamine, le propane-1 ,2- diamine, le butane-1,2-diamine, le butane-2,3-diamine, le butane-1 ,3-diamine, le pentane- 1 ,2-diamine, le 2,4-diamino-2-méthylpentane, l’éthylènediamine (1,2-diaminoéthane), le 1 ,8-diamino-3,6-dioxaoctane, le 1,11-diamino-3,6,9-trioxaundécane, le 4,9-dioxa-1,12- dodécanediamine, le 1,14-diamino-3,6,9,12-tétraoxatétradécane, le poly(éthylène glycol) diamine (ou PEG-diamine), les produits JEFFAMINE® de la série D (polypropylène glycols à terminaisons amines), les produits JEFFAMINE® de la série ED (diamines majoritairement à base de polyéthylène glycol), les produits JEFFAMINE® de la série EDR, et d’autres polyamines similaires, ou leurs combinaisons.
Selon une variante d’intérêt, le composé incluant au moins deux groupements amines peut être une PEG-diamine de formule FhNCFhCFhlOCFbCFynNFh, où n est 1 ou 2. Selon une autre variante d'intérêt, le composé incluant au moins deux groupements amines peut être un produit JEFFAMINE® de la série ED (ou O,O'-bis (2-aminopropyle) polypropylène glycol-bloc-polyéthylène glycol-bloc-polypropylène glycol). Par exemple, le produit JEFFAMINE® de la série ED peut être choisi parmi les produits JEFFAMINE® ED-600, ED-900 et ED-2003.
La présente technologie concerne donc également un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 8 (a) et/ou est un polymère de Formule 8 (b) :
Figure imgf000040_0001
Formule 8 (a) Formule 8 (b) dans lesquelles,
A est un groupement organique substitué ou non substitué indépendamment et à chaque occurrence choisi parmi un Ci-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un C1- CioalkylèneoxyCi-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)Ci- Cioalkylène linéaire ou ramifié, un polyéther linéaire ou ramifié et un polyester linéaire ou ramifié;
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement NH;
RÔ est choisi parmi un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine et un groupement R7-X5-A-X6-;
R7 est un groupement réticulable indépendamment à chaque occurrence choisi parmi les groupements acrylate, méthacrylate, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle- méthacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate et carbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate;
Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+; et v est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un exemple, X5 et CQ peuvent être identiques. Par exemple, X5 et CQ sont tous deux des atomes d'oxygène, ou tous deux des atomes de soufre, ou tous deux des groupements NH. Selon une variante d'intérêt, X5 et CQ sont tous deux des atomes d'oxygène. Selon une autre variante d'intérêt, X5 et CQ sont tous deux des groupements NH.
Selon un autre exemple, le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre exemple, le polymère ionique comprend au moins un motif de répétition de Formule 9 :
Figure imgf000041_0001
Formule 9 dans laquelle,
Mn+, Ri, R2, I, X5 etX6 sont tels qu’ici définis; et w est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses. Selon un exemple, le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre exemple, le polymère ionique comprend au moins un motif de répétition de Formule 10 :
Figure imgf000042_0001
Formule 10 dans laquelle,
Mn+, m, X5 et X6 sont tels qu’ici définis; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un exemple, le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses. Selon une variante d'intérêt, X5 et CQ sont tous deux des atomes d’oxygène ou sont tous deux des groupements NH et le polymère ionique est de Formules 10 (a) ou 10 (b) :
Figure imgf000042_0002
Formule 10 (a) Formule 10 (b) dans lesquelles,
Mn+, m, et x sont tels qu’ici définis. Selon un autre exemple, le polymère ionique comprend au moins un motif de répétition de Formule 11 :
Figure imgf000043_0001
Formule 11 dans laquelle, Mn+, R3, R4, R5, n, o, p X5 et CQ sont tels qu’ici définis; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un exemple, le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon une variante d'intérêt, X5 et CQ sont tous deux des groupements NH, R3, R4 et R5 sont des groupements méthyles et le polymère ionique est de Formule 11 (a) :
Figure imgf000043_0002
ormule 11 (a) dans laquelle,
Mn+, n, o, p et y sont tels qu’ici définis.
Selon un autre exemple, le polymère ionique comprend au moins un motif de répétition de Formule 12 :
Figure imgf000044_0001
Formule 12 dans laquelle,
Mn+, t et u sont tels qu’ici définis; et z est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un exemple, le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre exemple, le polymère ionique peut être un prépolymère ionique. Selon un autre exemple, le polymère ionique peut être un copolymère ionique.
La technologie concerne aussi le polymère ionique tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit polymère ionique est un polymère ionique réticulé. Selon un exemple, le polymère ionique peut comprendre en outre au moins un groupement fonctionnel réticulable. Selon un autre exemple, le groupement fonctionnel réticulable peut être un groupement terminal et être présent à au moins une extrémité de la chaîne carbonée du polymère ionique. Selon un autre exemple, le groupement fonctionnel réticulable peut être présent sur une chaîne latérale de la chaîne carbonée du polymère ionique. Selon un autre exemple, le groupement fonctionnel réticulable peut être présent à au moins une extrémité de la chaîne carbonée du polymère ionique et sur une chaîne latérale de celui-ci. Par exemple, le groupement fonctionnel réticulable peut être choisi parmi les groupements cyanate, acrylate et méthacrylate. Selon un exemple d’intérêt, le groupement fonctionnel réticulable peut être choisi parmi les groupements CrCioalkyle-acrylate, CrCioalkyle-méthacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate et carbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate. Selon un exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 13 :
Figure imgf000045_0001
Formule 13 dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 14 :
Figure imgf000045_0002
Formule 14 dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 15 :
Figure imgf000046_0001
Formule 15 dans laquelle,
X5, CQ et c sont tels qu’ici définis.
Selon un exemple, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 15 (a) :
Figure imgf000046_0002
Formule 15 (a) dans laquelle, x est tel qu’ici défini. Selon un autre exemple, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 15 (b) :
Figure imgf000047_0001
Formule 15 (b) dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 16 :
Figure imgf000047_0002
Formule 16 dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un exemple, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 16 (a) :
Figure imgf000048_0001
Formule 16 (a) dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 16 (b) :
Figure imgf000048_0002
Formule 16 (b) dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 17 :
Figure imgf000049_0001
Formule 17 dans laquelle,
X5, CQ et x sont tels qu’ici définis.
Selon un exemple, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 17 (a) :
Figure imgf000049_0002
Formule 17 (a) dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 17 (b) :
Figure imgf000050_0001
Formule 17 (b) dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 18 :
Figure imgf000050_0002
Formule 18 dans laquelle,
X5, CQ et x sont tels qu’ici définis.
Selon un exemple, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 18 (a) :
Figure imgf000050_0003
Formule 18 (a) dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 18 (b) :
Figure imgf000051_0001
Formule 18 (b) dans laquelle, x est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 19 :
Figure imgf000051_0002
Formule 19 dans laquelle, w est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 20 :
Figure imgf000052_0001
Formule 20 dans laquelle, w est tel qu’ici défini.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 21 :
Figure imgf000052_0002
Formule 21 dans laquelle, n, o, p et y sont tels qu’ici définis.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 22 :
Figure imgf000052_0003
Formule 22 dans laquelle, n, o, p et y sont tels qu’ici définis. Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 23 :
Figure imgf000053_0001
dans laquelle, n, o, p et y sont tels qu’ici définis.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 24 :
Figure imgf000053_0002
Formule 24 dans laquelle, n, o, p et y sont tels qu’ici définis.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 25 :
Figure imgf000053_0003
Formule 25 dans laquelle, n, o, p et y sont tels qu’ici définis.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un copolymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 26 :
Figure imgf000054_0001
Formule 26 dans laquelle, w et x sont tels qu’ici définis.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un copolymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 27 :
Figure imgf000054_0002
Formule 27 dans laquelle, w et x sont tels qu’ici définis.
Selon un autre exemple d’intérêt, le polymère ionique peut être un copolymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 28 :
Figure imgf000055_0001
Formule 28 dans laquelle, w et x sont tels qu’ici définis.
La présente technologie concerne également une composition polymérique comprenant un polymère ionique tel que défini ci-dessus.
Selon un exemple, la composition polymérique ou le polymère ionique peut éventuellement inclure en outre au moins une composante additionnelle ou un additif tel que des conducteurs ioniques, des particules inorganiques, des particules de verre, des particules de céramique (par exemple, des nano céramiques), des sels et autres additifs similaires, ou leurs combinaisons. Par exemple, la composante additionnelle ou l'additif peut être un additif de remplissage et peut inclure des particules ou des nanoparticules d’oxydes métalliques. Par exemple, l’additif de remplissage peut inclure des particules ou nanoparticules de dioxyde de titane ( PO2), d’alumine (AI2O3) et/ou de dioxyde de silicium (Si02). La technologie concerne aussi un procédé de préparation d’un polymère ionique ou d’une composition polymérique tels que définis dans la présente demande, le procédé comprenant les étapes suivantes :
(i) préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2; et (ii) réaction d’au moins un composé de Formule 1 incluant au moins deux groupements fonctionnels tel que décrit ci-dessus avec ledit bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2.
Selon un exemple, le procédé comprend en outre une étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide. Par exemple, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide peut être effectuée par la réaction de l'acide sulfamique (H3NSO3) avec un acide halosulfonique de formule HSO3X3 (dans laquelle X3 est tel que défini ci-dessus) en présence d’au moins un agent d’halogénation. Par exemple, la préparation d’un bis(halosulfonyl)imide peut être effectuée par un procédé tel que décrit par Beran et al., et peut être tel qu’illustré dans le Schéma 1 ci-dessous (Beran et al., Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie 631.1 (2005): 55-59) :
Figure imgf000056_0001
Schéma 1 dans lequel, X3 et X4 sont tels que définis ci-dessus. Selon une variante d’intérêt, le bis(halosulfonyl)imide est le bis(chlorosulfonyl)imide (HN(S02CI)2).
Selon un exemple, le bis(chlorosulfonyl)imide peut être préparé par la réaction de l'acide sulfamique avec l'acide chlorosulfonique (HSO3CI) en présence d’au moins un agent d’halogénation. Selon un autre exemple, l’étape de préparation du bis(halosulfonyl)imide peut comprendre en outre une étape de purification. Par exemple, l’étape de purification peut être effectuée par toutes les méthodes de purification compatibles connues. Par exemple, l’étape de purification peut être effectuée par distillation.
Selon un autre exemple, l’agent d’halogénation peut être choisi parmi tous les agents d’halogénation compatibles connus. Par exemple, l’agent d’halogénation peut également servir de milieu réactionnel et/ou de solvant et peut être choisi pour sa facilité d’isolation lors d’une éventuelle étape de purification subséquente. Par exemple, l’agent d’halogénation peut être choisi parmi le trichlorure de phosphore (PCI3), le pentachlorure de phosphore (PCI5), le chlorure de thionyle (SOCI2), le fluorure de thionyle (SOF2), l'oxychlorure de phosphore (POCI3) et le chlorure d'oxalyle ((COCI)2). Par exemple, l’agent d’halogénation est un agent chlorant. Selon une variante d’intérêt, l’agent d’halogénation est le chlorure de thionyle.
Sans vouloir être lié par la théorie, le chlorure de thionyle peut, par exemple, réagir avec le groupement amine pour former un groupement (-N=S=0). Par exemple, le mécanisme de réaction entre l'acide sulfamique et l'acide chlorosulfonique en présence de chlorure de thionyle pourrait donc être tel qu’illustré dans le Schéma 2 :
Figure imgf000057_0001
Schéma 2
Par exemple, un équivalent d’acide sulfamique réagit avec un équivalent d’acide chlorosulfonique en présence de deux équivalents de chlorure de thionyle pour former un bis(chlorosulfonyl)imide. Selon un autre exemple, l’agent d’halogénation (par exemple, le chlorure de thionyle) peut être ajouté en excès. Par exemple, la quantité d’agent d’halogénation peut être comprise dans l’intervalle allant d’environ 2 équivalents à environ 5 équivalents par rapport l’acide sulfamique, bornes supérieure et inférieure incluses. Par exemple, la quantité d’agent d’halogénation peut être comprise dans l’intervalle allant d’environ 2 équivalents à environ 4 équivalents, ou allant d’environ 2 équivalents à environ 3 équivalents, ou allant d’environ
2 équivalents à environ 2,75 équivalents, ou allant d’environ 2 équivalents à environ 2,5 équivalents par rapport l’acide sulfamique, bornes supérieures et inférieures incluses. Selon une variante d’intérêt, la quantité d’agent d’halogénation est d’environ 2,75 équivalents par rapport l’acide sulfamique.
Selon un autre exemple, la réaction entre l'acide sulfamique et l'acide halosulfonique en présence d’au moins un agent d’halogénation est effectuée à une température suffisamment élevée et pour une durée suffisante afin de permettre une réaction substantiellement complète. Par exemple, la réaction entre l'acide sulfamique et l'acide halosulfonique en présence d’au moins un agent d’halogénation est effectuée à une température comprise dans l’intervalle allant d’environ 60 °C à environ 150 °C, bornes supérieure et inférieure incluses. Par exemple, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide peut être effectuée à une température comprise dans l’intervalle allant d’environ 70 °C à environ 145 °C, ou allant d’environ 80 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 90 °C à environ 100 °C, ou allant d’environ 110 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 120 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 125 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 125 °C à environ 135 °C, bornes supérieures et inférieures incluses. Selon une variante d’intérêt, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide peut être effectuée à une température d’environ 130 °C, par exemple, pour une durée d’environ 24 heures.
Selon un autre exemple, le bis(halosulfonyl)imidure de métal est préparé par une réaction de métallation d’un bis(halosulfonyl)imide. Par exemple, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal ou l’étape de métallation peut être effectuée par la réaction entre un bis(halosulfonyl)imide et au moins un agent de métallation en présence d’un solvant. Par exemple, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal ou l’étape de métallation peut être effectuée par un procédé tel qu’illustré au Schéma 3 :
Figure imgf000058_0001
Schéma 3 dans lequel, X3, X4 et Mn+ sont tels que définis ci-dessus.
Selon un autre exemple, l’agent de métallation peut être choisi parmi tous les agents de métallation compatibles connus. Selon une variante d’intérêt, le métal de l’agent de métallation est un métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le lithium, le sodium, le potassium, le calcium et le magnésium. Par exemple, le métal de l’agent de métallation est un métal alcalin choisi parmi le lithium, le sodium et le potassium. Selon une autre variante d’intérêt, le métal alcalin est le lithium, l’agent de métallation est un agent de lithiation et l’étape de métallation est une étape de lithiation. Par exemple, l’agent de lithiation peut être choisi pour sa facilité à déprotoner et à lithier le bis(halosulfonyl)imide, par exemple, le bis(chlorosulfonyl)imide. Selon une variante d’intérêt, le bis(halosulfonyl)imidure de lithium peut être préparé par un procédé tel que décrit par Paul ét al. (Paul ét al., Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry 39.3 (1977): 441-442).
Des exemples non limitatifs d’agents de lithiation incluent l’hydroxyde de lithium (LiOH), le carbonate de lithium (U2CO3), l’hydrogénocarbonate de lithium (UHCO3), l'hydrure de lithium (LiH), le lithium métallique, le chlorure de lithium (LiCI), le bromure de lithium (LiBr), l’iodure de lithium, un carboxylate de lithium de formule RCO2U (dans laquelle R est un groupe CrCioalkyle linéaire ou ramifié ou un hydrocarbure aromatique) et l’oxalate de lithium (C2U2O4). Selon une variante d’intérêt, l’agent de lithiation est le chlorure de lithium.
Selon un autre exemple, le solvant utilisé à l’étape préparation du bis(halosulfonyl)imidure de métal ou l’étape de métallation peut être un solvant organique, par exemple, un solvant polaire aprotique. Par exemple, le solvant peut être choisi parmi le groupe constitué du N,N-diméthylformamide (DMF), du N-méthyl-2-pyrrolidone (NMP), du diméthylacétamide (DMAc), du tétrachlorométhane, du chloroforme, de l’acétonitrile, du tétrahydrofurane (THF) et d’une combinaison miscible d’au moins deux de ceux-ci. Selon une variante d’intérêt, le solvant de la réaction de métallation est le N,N-diméthylformamide. Par exemple, le solvant peut également servir d’activateur à la réaction de polymérisation subséquente. Selon un exemple, le N,N-diméthylformamide peut former un complexe avec le bis(halosulfonyl)imidure de métal permettant ainsi d’améliorer substantiellement le rendement de l’étape subséquente de réaction d’au moins un composé de Formule 1 tel que décrit ci-dessus avec le bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 tel qu’ici défini. Par exemple, le complexe peut être un complexe tel que décrit par Higashi et al. (Higashi ét al., Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Edition 22, No. 7 (1984): 1653-1660).
Selon un autre exemple, l’agent de métallation peut être ajouté dans un rapport molaire bis(halosulfonyl)imide:agent de métallation de 1 : 1. Alternativement, l’agent de métallation peut être ajouté en excès par rapport au bis(halosulfonyl)imide. Par exemple, la quantité d’agent de métallation peut être comprise dans l’intervalle allant d’environ 1 équivalent à environ 5 équivalents par rapport au bis(halosulfonyl)imide, bornes supérieure et inférieure incluses. Par exemple, la quantité d’agent de métallation peut être comprise dans l’intervalle allant d’environ 1 équivalent à environ 4 équivalents, ou allant d’environ 1 équivalent à environ 3 équivalents, ou allant d’environ 1 équivalent à environ 1,5 équivalent, ou allant d’environ 1 équivalent à environ 1,3 équivalent, ou allant d’environ 1 équivalent à environ 1,2 équivalent par rapport au bis(halosulfonyl)imide, bornes supérieures et inférieures incluses. Selon une variante d’intérêt, la quantité d’agent de métallation peut être comprise dans l’intervalle allant d’environ 1 équivalent à environ 1,5 équivalent par rapport au bis(halosulfonyl)imide, bornes supérieure et inférieure incluses.
Selon un autre exemple, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal ou l’étape de métallation peut être effectuée à une température comprise dans l’intervalle allant d’environ 20 °C à environ 150 °C, bornes supérieure et inférieure incluses. Par exemple, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal ou l’étape de métallation peut être effectuée à une température comprise dans l’intervalle allant d’environ 30 °C à environ 135 °C, ou allant d’environ 40 °C à environ 130 °C, ou allant d’environ 50 °C à environ 125 °C, ou allant d’environ 60 °C à environ 120 °C, ou allant d’environ 70 °C à environ 115 °C, ou allant d’environ 80 °C à environ 110 °C, ou allant d’environ 90 °C à environ 105 °C, bornes supérieures et inférieures incluses. Selon une variante d’intérêt, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal ou l’étape de métallation peut être effectuée à une température d’environ 100 °C.
Selon un autre exemple, l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal ou l’étape de métallation peut être effectuée à une température suffisamment élevée et pour une période de temps suffisante afin que la réaction de métallation soit substantiellement complète.
Par exemple, la réaction de métallation peut être effectuée pour une durée comprise dans l’intervalle allant d’environ 10 heures à environ 48 heures, ou allant d’environ 10 heures à environ 24 heures, ou allant d’environ 12 heures à environ 24 heures, bornes supérieures et inférieures incluses. Selon une variante d’intérêt, la réaction de métallation peut être effectuée pour une durée comprise dans l’intervalle allant d’environ 12 heures à environ 24 heures. Selon un autre exemple, l’étape de réaction d’au moins un composé de Formule 1 incluant au moins deux groupements fonctionnels tel que décrit ci-dessus avec le bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 tel qu’ici défini est une étape de polymérisation. Par exemple, toutes les méthodes de polymérisation compatibles sont envisagées. Selon une variante d’intérêt, la polymérisation du bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 et d’au moins un composé de Formule 1 peut être effectuée par polycondensation ou par polyestérification, par exemple, par une réaction d’estérification de Fischer (ou estérification de Fischer-Speier) ou par une estérification de Steglich modifiée. Par exemple, la polycondensation peut-être une polycondensation thermique. Selon une variante d’intérêt, la polycondensation peut être effectuée par un procédé tel que décrit par Slavko et al. (Slavko et al., Chemical Science 8.10 (2017): 7106-7111).
Selon un autre exemple, la réaction d’au moins un composé de Formule 1 tel que décrit ci-dessus avec le bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 peut être effectuée en présence d’un solvant, par exemple, un solvant organique. Par exemple, le solvant peut être choisi parmi le groupe constitué du N,N-diméthylformamide, du N-méthyl-2- pyrrolidone, du diméthylacétamide, du tétrachlorométhane, du chloroforme, de l’acétonitrile, du tétrahydrofurane, et d’une combinaison miscible d’au moins deux de ceux-ci. Selon une variante d’intérêt, le solvant de la réaction de polymérisation est le N,N- diméthylformamide. Par exemple, le solvant peut également servir d’activateur lors de la réaction de polymérisation.
Selon un autre exemple, la polymérisation peut être optionnellement effectuée en présence d’au moins un catalyseur de polymérisation et éventuellement d’au moins un co-catalyseur et/ou éventuellement d’au moins un catalyseur d’acylation. Selon un autre exemple, la polymérisation peut également être effectuée en présence d’une base et sans catalyseur de polymérisation. Par exemple, tous les catalyseurs de polymérisation, co catalyseurs, catalyseurs d’acylation et bases compatibles sont envisagés. Selon un exemple, le catalyseur de polymérisation peut être un catalyseur acide (par exemple, un catalyseur acide de Lewis). Par exemple, le catalyseur de polymérisation peut être un catalyseur à base de bore, un catalyseur à base d’acide borique, un catalyseur à base d’acide boronique, ou un catalyseur à base d’acide borinique tel que décrit par Slavko et al. (Slavko ét al., Chemical Science 8.10 (2017): 7106-7111). Des exemples non limitatifs de catalyseurs de polymérisation à base de bore incluent les acides diarylboriniques de formule A^BOH (dans laquelle Ar est un groupement aryle), l’acide diphénylborinique, l’acide phénylboronique, l’acide trifluorophényl boronique, le 9H-9-bora-10- thiaanthracène-9-ol, le 10H-phénoxaborinin-10-ol, le tribro ure de bore (BBr3), le trichlorure de bore (BC ), les fluoborates d'acyle, le fluoborate de triéthyloxonium, l'éthérate de trifluorure de bore, le trifluorure de bore (BF3), le tris(pentafluorophényl) de bore, et d’autres catalyseurs dérivés du bore similaires, ou une combinaison d’au moins deux de ceux-ci lorsque compatibles.
Selon un autre exemple, le catalyseur de polymérisation peut être un catalyseur nucléophile. Par exemple, la polymérisation peut être catalysée par une base telle que la pyridine, la 4-diméthylaminopyridine (DMAP) et les dérivés de pyridine. Selon un autre exemple, la polymérisation peut être réalisée en présence d'une base telle que la triéthylamine (EtsN), la N,N-diisopropyléthylamine (iP^NEt), la pyridine et les dérivés de pyridine. Selon une variante d’intérêt, la base est la triéthylamine. Par exemple, la base peut servir à déprotoner le catalyseur ou à régénérer celui-ci. La base peut également servir à neutraliser l'acide libéré au cours de la réaction (par exemple, l’acide chlorhydrique (HCl)).
Selon une variante d’intérêt, la polymérisation peut être effectuée en présence de triéthylamine, d’acide diphénylborinique ou d’acide trifluorophényl boronique, de N,N- diméthylformamide et de 4-diméthylaminopyridine. Selon une autre variante d’intérêt, la polymérisation peut être effectuée en présence de triéthylamine, d’acide diphénylborinique ou d’acide trifluorophényl boronique et de N,N-diméthylformamide. Alternativement, la polymérisation peut être effectuée en présence de N,N- diméthylformamide et éventuellement d'une base sans addition d'un catalyseur, d'un co catalyseur et/ou d'un catalyseur d'acylation.
Selon un autre exemple, la polymérisation peut être effectuée par un procédé tel qu’illustré dans le Schéma 4 :
Figure imgf000062_0001
Schéma 4 dans lequel, Xi, X2, XB, X4, X5, CQ, Mn+, A et v sont tels que définis précédemment.
Selon un autre exemple, le procédé comprend en outre une étape de post- fonctionnalisation ou de modification post-polymérisation. Par exemple, une post- fonctionnalisation du polymère ionique est effectuée en prévision de sa réticulation. L’étape de post-fonctionnalisation du polymère ionique peut donc éventuellement être effectuée afin de fonctionnaliser le polymère ionique par l'introduction d’au moins un groupement fonctionnel tel que défini ci-dessus, par exemple, un groupement fonctionnel réticulable. Le groupement fonctionnel réticulable peut être présent sur au moins une extrémité de la chaîne carbonée du polymère ionique et/ou sur une chaîne latérale de celui-ci. Par exemple, au moins un groupement terminal ou un substituant dans la chaîne carbonée du polymère ionique (par exemple, Ri et/ou R2) comprend des fonctionnalités permettant la réticulation dudit polymère ionique. Dans certains cas, la présence d’un tel groupement fonctionnel peut contribuer à la modulation des propriétés du polymère ionique.
L’étape optionnelle de post-fonctionnalisation ou de modification post-polymérisation peut être effectuée par la réaction entre au moins un groupement fonctionnel du polymère ionique et au moins un précurseur d’un groupement fonctionnel réticulable. Par exemple, le groupement fonctionnel réticulable est choisi parmi les groupements acrylate, méthacrylate, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle- méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle-acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle- méthacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle-acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle- méthacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle- méthacrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyle- méthacrylate et carbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate.
Selon un autre exemple, la réaction de post-fonctionnalisation peut être choisie parmi une réaction d’estérification et une réaction d’amidation. Par exemple, la réaction de post- fonctionnalisation peut être une estérification de Fisher, une estérification de Steglich, ou une réaction telle que décrite dans le brevet américain numéro 7,897,674 B2 (Zaghib et al.). Selon un autre exemple, un polymère ionique ayant une fonction carbamate peut être obtenu par la réaction entre du méthacrylate de 2-isocyanatoéthyle avec un groupement fonctionnel du polymère ionique. Selon un autre exemple, un polymère ionique ayant une fonction acrylate peut être obtenu par la réaction entre un groupement fonctionnel du polymère ionique avec un acide acrylique (CH2=CHCOOH), un acide méthacrylique (CH2=C(CH3)COOH), un chlorure d’acryloyle (CH2=CHCO(CI)), un chlorure de méthacryloyle (CH2=C(CH3)CO(CI)), ou un autre dérivé compatible de l’acide carboxylique.
Selon un autre exemple, le procédé comprend en outre une étape de substitution d’au moins un atome d’halogène, par exemple, un atome de chlore. Par exemple, l'étape de substitution peut être réalisée par une réaction de substitution nucléophile d'atomes d'halogène avec un réactif nucléophile. Selon un exemple, le réactif nucléophile peut être un sel, par exemple, un sel de lithium comme le bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI) ou un sel d’argent comme le tétrafluoroborate d’argent (AgBF4). Selon une variante d’intérêt, l'étape de substitution peut être réalisée par la substitution nucléophile d’au moins un atome de chlore par un anion (par exemple, TFSI ou BF4). Selon un exemple, le polymère ionique est mis en contact pour réagir avec au moins un réactif nucléophile. Par exemple, le polymère ionique peut être mis en contact avec une quantité suffisante du réactif nucléophile à une température suffisamment élevée et pour une durée suffisante de temps afin d’assurer une réaction de substitution nucléophile substantiellement complète. Par exemple, le polymère ionique peut être mis en contact avec environ 10 % en poids de LiTFSI à une température d’environ 40 °C pendant environ 2 heures afin d’assurer une réaction de substitution nucléophile substantiellement complète. Par exemple, le réactif nucléophile peut ensuite être éliminé par filtration et précipitation dans un solvant approprié, par exemple, l'acétate d'éthyle ou le méthanol.
Selon un autre exemple, le procédé comprend en outre une étape de séparation ou de purification. L’étape de séparation ou de purification peut être effectuée par des méthodes de séparation ou de purification compatibles connues. Par exemple, l’étape de séparation ou de purification peut être effectuée par une méthode de séparation basée sur le poids moléculaire. L’étape de séparation ou de purification peut être effectuée par une méthode de chromatographie en phase liquide (par exemple, la chromatographie d'exclusion stérique) ou une méthode de filtration (par exemple, une méthode de filtration sur membrane ou séparation membranaire). Par exemple, l’étape de séparation ou de purification est effectuée par une méthode de filtration membranaire (par exemple, la nanofiltration ou ultrafiltration). L’étape de séparation ou de purification peut être effectuée par ultrafiltration dans certains modes de réalisation. Par exemple, l’ultrafiltration peut être effectuée avec une membrane ayant une limite d'exclusion de poids moléculaire (« molecular weight eut off (MWCO) » en anglais) de 1 000 DA (daltons) (ou 1.66x1015 pg), afin de séparer les impuretés à faible poids moléculaire (par exemple, inférieur à 1 000 DA) du polymère ionique. Selon un autre exemple, l’étape de séparation ou de purification peut être effectuée avant et/ou après l’étape de post-fonctionnalisation ou de modification post-polymérisation.
Selon un autre exemple, le procédé comprend en outre une étape d’enduction (aussi appelée épandage) de la composition polymérique ou d’une suspension comprenant ledit polymère ionique tel que décrit ci-dessus. Par exemple, ladite étape d’enduction peut être effectuée par au moins une méthode d’enduction à la racle (« doctor blade coating » en anglais), une méthode d’enduction à intervalle de transfert (« comma coating » en anglais), une méthode d’enduction à intervalle de transfert inversé (« reverse-comma coating » en anglais), une méthode d'impression telle que la gravure (« gravure coating » en anglais), ou une méthode d’enduction fente (« slot-die coating » en anglais). Selon une variante d’intérêt, ladite étape d’enduction est effectuée par une méthode d’enduction à la racle ou une méthode d’enduction fente. Selon un exemple, la composition polymérique ou la suspension comprenant le polymère ionique peut être enduite sur un substrat ou film de support (par exemple, un substrat fait de silicone, de polypropylène ou de polypropylène siliconé). Par exemple, ledit substrat ou film de support peut être retiré subséquemment. Selon un autre exemple, la composition polymérique ou la suspension comprenant le polymère ionique peut être enduite directement sur une électrode.
Selon un autre exemple, le procédé comprend en outre une étape de séchage de la composition polymérique ou du polymère ionique tels que définis ci-dessus. Selon un exemple, l’étape de séchage peut être effectuée afin de retirer tout solvant résiduel. Selon un autre exemple, l’étape de séchage et l’étape d’enduction peuvent être effectuées simultanément et/ou séparément.
Selon un autre exemple, le procédé comprend en outre une étape de réticulation de la composition polymérique ou du polymère ionique tels que définis précédemment. Par exemple, au moins un groupement terminal ou un substituant sur la chaîne carbonée du polymère ionique (par exemple, Ri et/ou R2) comprend au moins un groupement fonctionnel permettant la réticulation du polymère ionique. Selon un autre exemple, l’étape de réticulation peut être effectuée par irradiation UV, par traitement thermique, par irradiation aux micro-ondes, sous un faisceau d'électrons, par irradiation gamma ou par irradiation aux rayons X. Selon une variante d’intérêt, l’étape de réticulation est effectuée par irradiation UV. Selon une autre variante d’intérêt, l’étape de réticulation est effectuée par traitement thermique. Selon une autre variante d’intérêt, l’étape de réticulation est effectuée sous un faisceau d'électrons. Selon un autre exemple, l’étape de réticulation peut être effectuée en présence d’un agent réticulant, d’un initiateur thermique, d’un photoinitiateur, d’un catalyseur, d’un agent plastifiant ou d’une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, le photoinitiateur est le 2,2-diméthoxy-2- phénylacétophénone (Irgacure™ 651). Par exemple, la composition polymérique et le polymère ionique peuvent se solidifier après réticulation.
La présente technologie concerne également l’utilisation d’une composition polymérique ou d’un polymère ionique tels que définis ci-dessus dans des applications électrochimiques.
Selon un exemple, la composition polymérique ou le polymère ionique peuvent être utilisés dans des cellules électrochimiques, des batteries, des supercondensateurs (par exemple, un supercondensateur carbone-carbone, des supercondensateurs hybrides, etc.). Selon un autre exemple, la composition polymérique ou le polymère ionique peuvent être utilisés dans des matériaux électrochromes, des cellules électrochromes, des dispositifs électrochromes (ECD) et des capteurs électrochromes comme ceux décrits dans le brevet US 5,356,553.
Selon un autre exemple, la composition polymérique telle qu’ici définie peut être une composition d’électrolyte polymère solide. Selon un autre exemple, la composition polymérique telle qu’ici définie peut être utilisée en tant que composante d’un matériau d’électrode, par exemple, comme liant dans un matériau d’électrode.
La présente technologie concerne donc également un électrolyte polymère solide comprenant un polymère ionique tel que défini ci-dessus ou une composition polymérique telle que définie ci-dessus (c’est-à-dire comprenant un polymère ionique tel que défini ci- dessus), où le polymère ionique peut être éventuellement réticulé si des groupes fonctionnels réticulables sont présents dans celui-ci.
Selon un exemple, la composition d’électrolyte polymère solide ou l’électrolyte polymère solide tels que définis ci-dessus peuvent comprendre en outre au moins un sel. Par exemple, le sel peut être dissous dans la composition d’électrolyte polymère solide ou dans l’électrolyte polymère solide.
Le sel peut être un sel ionique tel qu’un sel de lithium, de sodium, de potassium, de calcium ou de magnésium. Selon une variante d’intérêt, le sel ionique est un sel de lithium. Des exemples non limitatifs de sels de lithium incluent l’hexafluorophosphate de lithium (LÎPF6), le bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI), le bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI), le 2-trifluorométhyl-4,5-dicyano-imidazolate de lithium (LiTDI), le 4,5-dicyano-1,2,3-triazolate de lithium (LiDCTA), le bis (pentafluoroéthylsulfonyl)imidure de lithium (LiBETI), le tétrafluoroborate de lithium (L1BF4), le bis(oxalato)borate de lithium (LiBOB), le nitrate de lithium (UNO3), le chlorure de lithium (LiCI), le bromure de lithium (LiBr), le fluorure de lithium (LiF), le perchlorate de lithium (LiCICL), l’hexafluoroarsénate de lithium (LiAsFe), le trifluorométhanesulfonate de lithium (USO3CF3) (LiTf), le fluoroalkylphosphate de lithium Li[PF3(CF2CF3)3] (LiFAP), le tétrakis(trifluoroacétoxy)borate de lithium Li[B(OCOCF3)4] (LiTFAB), le bis(1,2- benzenediolato(2-)-0,0')borate de lithium ϋ[B(Oqq2)2] (LiBBB) et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Selon une variante d'intérêt, le sel de lithium peut être le LiPF6. Selon une autre variante d'intérêt, le sel de lithium peut être le LiFSI. Selon une autre variante d'intérêt, le sel de lithium peut être le LiTFSI. Des exemples non limitatifs de sels de sodium incluent les sels décrits ci-dessus où l’ion lithium est remplacé par un ion sodium. Des exemples non limitatifs de sels de potassium incluent les sels décrits ci- dessus où l’ion lithium est remplacé par un ion potassium. Des exemples non limitatifs de sels de calcium incluent les sels décrits ci-dessus où l’ion lithium est remplacé par un ion calcium et où le nombre d’anions présent dans le sel en ajusté à la charge de l’ion calcium. Des exemples non limitatifs de sels de magnésium incluent les sels décrits ci-dessus où l’ion lithium est remplacé par un ion magnésium et où le nombre d’anions présent dans le sel en ajusté à la charge de l’ion magnésium.
Selon un autre exemple, la composition d’électrolyte polymère solide ou l’électrolyte polymère solide tels que définis ci-dessus peuvent en outre éventuellement inclure des composantes additionnelles ou des additifs tels que des matériaux conducteurs ioniques, des particules inorganiques, des particules de verre, des particules de céramique (par exemple, des nano céramiques), d’autres additifs similaires, ou une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, la composante additionnelle ou l’additif peut être choisi pour sa conductivité ionique élevée et peut notamment être ajouté afin d’améliorer la conduction des ions lithium. Selon une variante d’intérêt, la composante additionnelle ou l’additif peut être choisi parmi les composés de type NASICON, LISICON, thio- LiSICON, les grenats (« garnet » en anglais), de forme cristalline et/ou amorphe, et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
Selon un autre exemple, l’électrolyte polymère solide peut être sous forme de film mince. Par exemple, le film comprend au moins une couche électrolytique incluant l’électrolyte polymère solide. Dans certains cas, des composantes additionnelles ou des additifs définis ci-dessus peuvent être inclus et/ou substantiellement dispersés dans la couche électrolytique ou séparément dans une couche conductrice d’ions, par exemple, déposée sur la couche électrolytique.
La présente technologie concerne également un matériau d’électrode comprenant au moins un matériau électrochimiquement actif et un polymère ionique défini ci-dessus ou une composition polymérique telle qu’ici définie (c’est-à-dire comprenant un polymère ionique tel qu’ici défini). Selon un exemple, le polymère ionique sert de liant dans le matériau d’électrode. Selon un exemple, le matériau d’électrode est un matériau d’électrode positive. Selon un autre exemple, le matériau d’électrode est un matériau d’électrode négative.
Selon un exemple, le matériau électrochimiquement actif peut être sous la forme de particules. Des exemples non limitatifs de matériaux électrochimiquements actifs incluent les oxydes de métal, les oxydes de métal et de lithium, les phosphates de métal, les phosphates de métal lithié, les titanates et les titanates de lithium.
Par exemple, le métal du matériau électrochimiquement actif peut être choisi parmi les éléments : titane (Ti), fer (Fe), magnésium (Mg), manganèse (Mn), vanadium (V), nickel (Ni), cobalt (Co), aluminium (Al), chrome (Cr), cuivre (Cu), antimoine (Sb) et une combinaison d'au moins deux d'entre eux, lorsque compatible. Selon une variante d’intérêt, le métal du matériau électrochimiquement actif peut être choisi parmi le titane (Ti), le fer (Fe), le magnésium (Mg), le manganèse (Mn), le vanadium (V), le nickel (Ni), le cobalt (Co), l’aluminium (Al) et une combinaison d'au moins deux d'entre eux, lorsque compatible.
Des exemples non limitatifs de matériaux électrochimiquement actifs incluent également les titanates et les titanates de lithium (par exemple, T1O2, L TiCh, U4T15O12, FhTisOn, H2T14O9 et leurs combinaisons), les phosphates de métal et les phosphates de métal lithiés (par exemple, LiM'PC et M'PC , où M' est choisi parmi Fe, Ni, Mn, Mg, Co et leurs combinaisons), les oxydes de vanadium et les oxydes de vanadium et de lithium (par exemple, UV3O8, V2O5, UV2O5 et similaires), et d'autres oxydes de métal et de lithium de formules LiM^C , UMO2 (où M" est choisi parmi Mn, Co, Ni et leurs combinaisons), Li(NiM"')C>2 (où M'" est choisi parmi Mn, Co, Al, Fe, Cr, Ti, Zr, un autre métal similaire et leurs combinaisons) et une combinaison d'au moins deux d'entre eux, lorsque compatibles.
Selon un autre exemple, le matériau électrochimiquement actif peut éventuellement être dopé avec d'autres éléments ou impuretés, qui peuvent être inclus en plus petites quantités, par exemple, pour moduler ou optimiser ses propriétés électrochimiques. Par exemple, le matériau électrochimiquement actif peut être dopé par la substitution partielle du métal par d'autres ions. Par exemple, le matériau électrochimiquement actif peut être dopé avec un métal de transition (par exemple, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn ou Y) et/ou un métal autre qu’un métal de transition (par exemple, Mg, Al ou Sb).
Selon un autre exemple, le matériau électrochimiquement actif peut être sous forme de particules (par exemple, de microparticules et/ou de nanoparticules) qui peuvent être fraîchement formées ou de source commerciale et peuvent en outre comprendre un matériau d’enrobage. Le matériau d’enrobage peut être un matériau conducteur électronique, par exemple, l’enrobage peut être un enrobage de carbone.
Selon un autre exemple, le matériau d’électrode est un matériau d’électrode négative comprenant, par exemple, un titanate de lithium enrobé de carbone (c-LTO) comme matériau électrochimiquement actif.
Selon un autre exemple, le matériau d'électrode peut également éventuellement comprendre des composantes additionnelles ou des additifs tels que des conducteurs ioniques, des particules inorganiques, des particules de verre ou de céramique, des nanocéramiques (par exemple, AI2O3, T1O2, S1O2 et d’autres composés similaires), des sels (par exemple, des sels de lithium) et d’autres additifs similaires. Par exemple, la composante additionnelle ou l’additif peut être un conducteur ionique choisi parmi les composés de type NASICON, LISICON, thio-LiSICON, les grenats, les sulfures, les halogénures de soufre, phosphates et thio-phosphates, de forme cristalline et/ou amorphe, et une combinaison d'au moins deux d'entre eux.
Selon un autre exemple, le matériau d'électrode tel qu’ici défini peut comprendre en outre un matériau conducteur électronique. Des exemples non limitatifs de matériau conducteur électronique comprennent le noir de carbone (par exemple, le carbone KetjenMC et le carbone Super PMC), le noir d'acétylène (par exemple, le carbone Shawinigan et le noir de carbone DenkaMC), le graphite, le graphène, les fibres de carbone (par exemple, les fibres de carbone formées en phase gazeuse (VGCFs)), les nanofibres de carbone, les nanotubes de carbone (NTCs) et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
La présente technologie concerne également une électrode comprenant le matériau d'électrode tel que défini ici sur un collecteur de courant (par exemple, aluminium ou cuivre). Alternativement, l’électrode peut être une électrode autosupportée. Selon une variante d'intérêt, l’électrode telle qu’ici définie est une électrode positive. Selon une autre variante d'intérêt, l’électrode telle qu’ici définie est une électrode négative.
La présente technologie concerne également une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins un de l’électrode négative, l’électrode positive et l’électrolyte comprend le polymère ionique tel qu’ici défini ou la composition polymérique telle qu’ici définie.
La présente technologie concerne également une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins un de l’électrode négative, l’électrode positive et l’électrolyte est tel qu’ici défini. Selon une variante d’intérêt, l’électrolyte est un électrolyte polymère solide tel qu’ici défini. Selon une autre variante d’intérêt, l’électrode négative est telle qu’ici définie. Selon une autre variante d’intérêt, l’électrode positive est telle qu’ici définie. Selon une variante d’intérêt, l’électrolyte est un électrolyte polymère solide tel qu’ici défini et l’électrode positive est telle qu’ici définie.
La présente technologie concerne également une batterie comprenant au moins une cellule électrochimique telle qu’ici définie. Par exemple, ladite batterie peut être choisie parmi une batterie au lithium, une batterie lithium-ion, une batterie lithium-soufre, une batterie au sodium, une batterie sodium-ion, une batterie au magnésium et une batterie magnésium-ion. Selon une variante d'intérêt, la batterie est une batterie au lithium ou une batterie lithium-ion. Par exemple, la batterie peut être une batterie tout solide (par exemple, une batterie au lithium tout solide).
EXEMPLES
Les exemples qui suivent sont à titre illustratif et ne doivent pas être interprétés comme limitant davantage la portée de l'invention telle qu’envisagée. Ces exemples seront mieux compris en se référant aux Figures annexées.
Exemple 1 - Synthèse d’un bis(chlorosulfonyl)imide (CI-SO2-NH-SO2-CI)
La synthèse du bis(chlorosulfonyl)imide a été effectuée par la réaction entre de l'acide sulfamique et du chlorure de thionyle, puis, en faisant réagir le produit ainsi obtenu avec de l’acide chlorosulfonique. Le bis(chlorosulfonyl)imide a donc été préparé par un procédé tel qu’illustré dans le Schéma 5 :
Figure imgf000071_0001
Schéma 5
1,0 équivalent d'acide sulfamique a été placé dans un ballon propre et sec muni d’un barreau magnétique et mis en suspension dans un volume en excès de chlorure de thionyle (2,75 équivalents). Toutes les manipulations ont été effectuées sous un flux continu d’azote. 1,0 équivalent d’acide chlorosulfonique a été ajouté au goutte à goutte et le ballon a été équipé d'un piège à vapeur incluant une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium saturée ou d’hydroxyde de lithium pour la neutralisation des vapeurs d’acide chlorhydrique. Ensuite, le mélange ainsi obtenu a été chauffé sur un bain de sable à une température d’environ 130 °C sous agitation constante pendant environ 24 heures.
Le mélange a ensuite été purifié par distillation sous vide à une température d’environ 180 °C, un pistolet thermique (« heat gun » en anglais) a été utilisé pour chauffer le mélange. La distillation a été effectuée sans circulation d’eau dans le réfrigérant et avec un piège froid rempli d'azote liquide. La température a été augmentée en fin de distillation afin de s’assurer que celle-ci soit complète. La distillation a été arrêtée avant la formation de fumée pour éviter la contamination du produit.
Le produit ainsi obtenu a ensuite été refroidi afin de former des cristaux de bis(chlorosulfonyl)imide et conservé au congélateur. Exemple 2 - Synthèse du bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium
Le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium a été préparé par un procédé tel qu’illustré dans le Schéma 6:
Figure imgf000072_0001
Schéma 6 La synthèse du bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium a été effectuée dans une boîte à gant sous atmosphère inerte d’azote. 1,0 équivalent de bis(chlorosulfonyl)imide préparé à l’Exemple 1 a été pesé et introduit dans un ballon préalablement nettoyé et séché à une température de 120 °C pendant 2 heures pour éliminer toute trace d’eau résiduelle. Le ballon a ensuite été fermé par un septum. Entre environ 1,0 et environ 1,5 équivalents de chlorure de lithium dissous dans du N,N-diméthylformamide anhydre a été ajouté au ballon à l’aide d’une aiguille au travers du septum.
Le ballon a ensuite été sorti de la boîte à gant et mis sous un flux constant d’azote à une de température d’environ 100 °C pendant environ 24 heures afin d’assurer une lithiation complète du mélange et l’activation du bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium par le N,N- diméthylformamide.
Exemple 3 - Polymérisation
(a) Polymérisation du diéthylène qlycol avec le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium préparé à l’Exemple 2 (Polymère 1) La polymérisation a été effectuée par une polycondensation contrôlée par catalyseur du diéthylène glycol avec le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium préparé à l’Exemple 2. La polymérisation a donc été contrôlée avec un catalyseur de polycondensation.
Le mélange comprenant du bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium préparé à l’Exemple 2 a été refroidi dans un bain de glace pendant 20 minutes. Le septum a ensuite été retiré et le col du ballon a ensuite été lavé avec un solvant pour récupérer autant de produit que possible. Le ballon a ensuite été fermé avec un nouveau septum.
3 équivalents de triéthylamine ont ensuite été ajoutés au mélange. Par la suite, 25 mg d’acide trifluorophényl boronique et 400 mg de 4-diméthylaminopyridine ont été ajoutés au mélange. 1 équivalent de diéthylène glycol a ensuite été ajouté et le mélange réactionnel a été chauffé à une température d’environ 100 °C pendant environ 72 heures.
Le mélange réactionnel a ensuite été refroidi, filtré et précipité dans de l’acétate d’éthyle. Le mélange réactionnel a été placé dans un bain de glace pendant environ 30 minutes puis décanté.
Le polymère obtenu a ensuite été dissout dans un mélange de solvants comprenant de l’isopropanol et de l’acétone (rapport volumique 2:8) et mis au congélateur pendant environ 1 heure. Le mélange a ensuite été filtré afin de retirer les résidus de chlorure de triéthylamine. Le solvant a ensuite été évaporé à l’aide d’un évaporateur rotatif à une température d’environ 60 °C. Finalement, le polymère a été séché au four sous vide à une température d’environ 60 °C.
Le Polymère 1 ainsi obtenu a ensuite été dissous dans 400 mL d’eau et filtré pendant environ 7 heures par ultrafiltration avec une membrane ayant une limite d'exclusion de poids moléculaire de 1 000 DA.
La substitution d'atomes de chlore a été effectuée par une réaction de substitution nucléophile en utilisant le tétrafluoroborate d'argent en tant que réactif nucléophile. Le dosage des ions chlorures présent dans le Polymère 1 a été effectué par la méthode de Mohr afin de calculer la quantité nécessaire de tétrafluoroborate d'argent. La quantité nécessaire de tétrafluoroborate d'argent a ensuite été dissoute dans une quantité minimum d’eau et ajoutée à une solution comprenant 1 g du Polymère 1 dissout dans 20 mL d’eau. La solution a ensuite été agitée pendant environ 15 minutes à température pièce puis filtrée et lavée avec du méthanol. Le filtrat ainsi obtenu a ensuite été évaporé à sec. La substitution a été confirmée par résonance magnétique nucléaire du fluor (RMN du fluor 19).
(b) Post-fonctionnalisation du polymère préparé à l’Exemple 3(a) (Polymère 2) Le Polymère 2 a été préparé par la post-fonctionnalisation du Polymère 1 présenté à l’Exemple 3(a) afin d’introduire des groupements réticulables.
4 g du polymère préparé à l’Exemple 3(a) ont été dissous dans 25 mL de N,N- diméthylformamide anhydre. 1 mL d’acrylate de 2-isocyanatoéthyle a ensuite été ajouté à la solution et le mélange ainsi obtenu a été chauffé sous une atmosphère d’azote à une température d’environ 50 °C pendant environ 5 à 12 heures. 5 mL de méthanol ont ensuite été ajoutés à la solution et celle-ci a été refroidie à température pièce.
Le polymère ainsi obtenu (Polymère 2) a ensuite été dissous dans 400 mL d’eau et filtré par ultrafiltration pendant environ 7 heures avec une membrane ayant une limite d'exclusion de poids moléculaire de 1 000 DA. Le Polymère 2 a été analysé par chromatographie d'exclusion stérique (SEC), par résonance magnétique nucléaire du proton (RMN du proton), par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et par calorimétrie différentielle à balayage (DSC).
La Figure 1 présente les résultats de l’analyse par chromatographie d'exclusion stérique obtenus pour le Polymère 2. Les résultats ont été obtenus afin de déterminer le poids moléculaire moyen du Polymère 2 (g/mol). La chromatographie d'exclusion stérique a été réalisée avec un détecteur à indice de réfraction (RI) et à un débit de 0,90 mL.min 1. Les résultats de chromatographie d'exclusion stérique obtenus avec le Polymère 2 sont présentés aux Tableaux 1 et 2.
Tableau 1 : Résultat des Pics
Figure imgf000074_0001
Figure imgf000075_0001
Tableau 2 : Poids moléculaire moyen
Figure imgf000075_0002
La Figure 2 présente un spectre RMN du proton obtenu pour le Polymère 2. La Figure 3 présente les résultats de l’analyse par calorimétrie différentielle à balayage obtenus pour le Polymère 2. Comme le montre la Figure 3, le Polymère 2 possède une température de transition vitreuse (Tv) = -53 °C.
La concentration en lithium du Polymère 2 a ensuite été déterminée. 30 % en poids d’une résine échangeuse d’ions modifiée commercialisée sous la marque DOWEX® ont ensuite été ajoutés à la solution. La suspension ainsi obtenue a ensuite été agitée pour une période d’environ 12 heures à température pièce et puis filtrée. Le filtrat ainsi obtenu a été évaporé à sec et séché au four sous vide à une température d’environ 65 °C pendant environ 24 heures. La concentration de lithium dans le polymère a été déterminée par résonance magnétique nucléaire du lithium (7Li RMN) relatif à une solution étalon de chlorure de lithium.
Ladite résine échangeuse d’ions modifiée a été obtenue par la méthode suivante : Une colonne de verre a été remplie avec 30 g de résine Dowex® 50WX8 (H+) et humectée avec une solution aqueuse d’hydroxyde de lithium 2 M. La résine a été rincée jusqu'à l'atteinte d'un pH basique en fin de colonne. Par la suite, la résine ainsi modifiée a été lavée avec de l’eau ultrapure jusqu’à l’obtention d’un pH neutre et puis lavée avec 300 mL de méthanol. La résine a ensuite été séchée au four à une température d’environ 60 °C pendant environ 12 heures. Alternativement, la résine échangeuse d’ions modifiée peut être préparée en agitant 30 g de résine Dowex® 50WX8 (H+) dans 300 mL d’une solution aqueuse d’hydroxyde de lithium 2 M pendant environ 12 heures puis en filtrant la suspension ainsi obtenue. La résine ainsi modifiée est ensuite lavée et séchée comme décrit ci-dessus.
( c ) Polymérisation du 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorohexane-1,6-diol avec le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium préparé à l’Exemple 2 (Polymère 3) La polymérisation a été effectuée par une polycondensation contrôlée par catalyseur du 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorohexane-1,6-diol avec le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium préparé à l’Exemple 2.
Le mélange comprenant le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium de l’Exemple 2 a été refroidi dans un bain de glace pendant 20 minutes. Le septum a ensuite été retiré et le col du ballon a ensuite été lavé avec un solvant pour récupérer autant de produit que possible. Le ballon a ensuite été fermé avec un nouveau septum.
3 équivalents de triéthylamine ont ensuite été ajoutés au mélange. Par la suite, 25 mg d’acide trifluorophényl boronique et 400 mg de 4-diméthylaminopyridine ont été ajoutés au mélange. 1 équivalent de 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorohexane-1 ,6-diol a ensuite été ajouté et le mélange réactionnel a été chauffé à une température d’environ 100 °C pendant environ 72 heures.
Le mélange réactionnel a ensuite été refroidi, filtré et précipité dans de l’acétate d’éthyle. Le mélange réactionnel a été placé dans un bain de glace pendant environ 30 minutes puis décanté. Le polymère a ensuite été dissout dans un mélange de solvants comprenant de l’isopropanol et de l’acétone (rapport volumique 2:8) et mis au congélateur pendant environ 1 heure. Le mélange a ensuite été filtré afin de retirer les résidus de chlorure de triéthylamine. Le solvant a ensuite été évaporé à l’aide d’un évaporateur rotatif à une température d’environ 60 °C. Finalement, le polymère a été séché au four sous vide à une température d’environ 60 °C.
Le polymère ainsi obtenu (Polymère 3) a ensuite été dissous dans 400 mL d’eau et filtré par ultrafiltration pendant environ 7 heures avec une membrane ayant une limite d'exclusion de poids moléculaire de 1 000 DA. La substitution d'atomes de chlore a ensuite été effectuée par la méthode décrite à l’Exemple 3(a).
( d ) Post-fonctionnalisation du polymère préparé à l’Exemple 3 (c) ( Polymère 4)
Le Polymère 4 a été préparé par la post-fonctionnalisation du Polymère 3 présenté à l’Exemple 3(c) afin d’introduire des groupements réticulables.
4 g du polymère préparé à l’Exemple 3(c) ont été dissous dans 25 mL de N,N- diméthylformamide anhydre. 1 mL de méthacrylate de 2-isocyanatoéthyle a ensuite été ajouté à la solution et le mélange ainsi obtenu a été chauffé sous une atmosphère d’azote à une température d’environ 50 °C pendant environ 5 à 12 heures. Le polymère ainsi obtenu (Polymère 4) a ensuite été dissous dans 400 mL d’eau et filtré pendant environ 7 heures par ultrafiltration avec une membrane ayant une limite d'exclusion de poids moléculaire de 1 000 DA.
Le Polymère 4 a été analysé par chromatographie d'exclusion stérique et les résultats sont présentés à la Figure 4. La chromatographie d'exclusion stérique a été réalisée avec un détecteur à indice de réfraction et à un débit de 0,80 mL.min 1. Les résultats de chromatographie d'exclusion stérique obtenus avec le Polymère 4 sont aussi présentés aux Tableaux 3 et 4.
Tableau 3 : Résultat des Pics
Figure imgf000077_0001
Tableau 4 : Poids moléculaire moyen
Figure imgf000077_0002
Figure imgf000078_0001
La concentration en lithium du Polymère 4 a également été déterminée par la méthode décrite à l’Exemple 3(b).
(e) Polymérisation du glycérol et du diéthylène qlycol avec le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium préparé à l’Exemple 2 (Polymère 5) La polymérisation a été effectuée par une polycondensation contrôlée par catalyseur du glycérol et du diéthylène glycol avec le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium préparé à l’Exemple 2.
Le mélange comprenant le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium de l’Exemple 2 a été refroidi dans un bain de glace pendant 20 minutes. Le septum a ensuite été retiré et le col du ballon a ensuite été lavé avec un solvant pour récupérer autant de produit que possible. Le ballon a ensuite été fermé avec un nouveau septum.
3 équivalents de triéthylamine ont ensuite été ajoutés au mélange. Par la suite, 25 mg d’acide trifluorophényl boronique et 400 mg de 4-diméthylaminopyridine ont été ajoutés au mélange. 0,90 équivalent de diéthylène glycol et 0, 10 équivalent de glycérol ont ensuite été ajoutés et le mélange réactionnel a été chauffé à une température d’environ 100 °C pendant environ 72 heures.
Le mélange réactionnel a ensuite été refroidi, filtré et précipité dans de l’acétate d’éthyle. Le mélange réactionnel a été placé dans un bain de glace pendant environ 30 minutes et par la suite décanté. Le polymère a ensuite été dissout dans un mélange de solvants comprenant de l’isopropanol et de l’acétone (rapport volumique 2:8) et mis au congélateur pendant environ 1 heure. Le mélange a ensuite été filtré afin de retirer les résidus de chlorure de triéthylamine. Le solvant a ensuite été évaporé à l’aide d’un évaporateur rotatif à une température d’environ 60 °C. Finalement, le polymère a été séché sous vide au four à une température d’environ 60 °C. Le polymère ainsi obtenu (Polymère 5) a ensuite été dissous dans 400 mL d’eau et filtré par ultrafiltration pendant environ 7 heures avec une membrane ayant une limite d'exclusion de poids moléculaire de 1 000 DA.
La substitution d'atomes de chlore a ensuite été effectuée par la méthode décrite à l’Exemple 3(a).
Le polymère 5 a été analysé par résonance magnétique nucléaire du proton (1H RMN), par résonance magnétique nucléaire du carbone 13 (13C RMN), par résonance magnétique nucléaire du fluor (19F RMN), et par calorimétrie différentielle à balayage (DSC). La Figure 5 montre un spectre RMN du proton obtenu pour un polymère obtenu par la polymérisation du diéthylène glycol avec le bis(chlorosulfonyl)imidure de lithium préparé à l’Exemple 2, par exemple, par le procédé tel que décrit à l’Exemple 3(a).
Les Figures 6 à 8 présentent respectivement le spectre RMN du proton, le spectre RMN du carbone 13 et le spectre RMN du fluor obtenus pour le Polymère 5. La Figure 9 présente les résultats de l’analyse par calorimétrie différentielle à balayage obtenus pour le Polymère 5 et démontre que le Polymère 5 possède une température de transition vitreuse (Tv) = -73 °C.
(f) Post-fonctionnalisation du polymère préparé à l’Exemple 3 (e) (Polymère 6)
Le Polymère 6 a été préparé par la post-fonctionnalisation du Polymère 5 présenté à l’Exemple 3(e) afin d’introduire des groupements réticulables.
4 g du polymère préparé à l’Exemple 3(e) ont été dissous dans 25 mL de N,N- diméthylformamide anhydre. 1 mL de méthacrylate de 2-isocyanatoéthyle a ensuite été ajouté à la solution et le mélange ainsi obtenu a été chauffé sous une atmosphère d’azote à une température d’environ 50 °C pendant environ 5 à 12 heures. Le polymère ainsi obtenu (Polymère 6) a ensuite été dissous dans 400 mL d’eau et filtré pendant environ 7 heures par ultrafiltration avec une membrane ayant une limite d'exclusion de poids moléculaire de 1 000 DA. La concentration en lithium du Polymère 6 a également été déterminée par la méthode décrite à l’Exemple 3(b). Une concentration en lithium de 25 mol. % a été obtenue pour le Polymère 6.
Exemple 4 - Conductivité ionique Les Exemples 4(a) à 4(d) concernent la préparation de films de polymère pour la mesure de la conductivité ionique des polymères tels qu’ici définis par le procédé tel que décrit dans la présente demande, tandis que les Exemples 4(e) et 4(f) sont à titre comparatif. a) Préparation du film de polymère comprenant le Polymère 1
Les résultats de conductivité ionique ont été obtenus pour le Polymère 1 préparé à l’Exemple 3(a). 1,7 g du polymère préparé à l’Exemple 3(a) ont été solubilisés dans 1,4 g d’un mélange de solvants comprenant de l’eau et du méthanol (80 : 20 en volume) et sans ajout de sel de lithium supplémentaire. 10% en poids de fluorure de polyvinylidène (PVdF) ont été ajoutés à la suspension ainsi obtenue.
La suspension a ensuite été appliquée sur un substrat ou film de support à l’aide d’un système d’enduction avec plaque chauffante (Erichsen testing instruments) avec une ouverture de fente de 3 mils et à une vitesse de 15 mm. s-1. Le film de polymère ainsi obtenu a été séché à une température de 70 °C directement lors de l’enduction.
Le film de polymère a ensuite été séché sous vide dans une étuve à une température de 85 °C pendant 48 heures pour retirer le solvant résiduel. Le film de polymère a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support. b) Préparation du film de polymère comprenant le Polymère 2
Les résultats de conductivité ionique ont été obtenus pour le Polymère 2 préparé à l’Exemple 3(b). 1,7 g du polymère préparé à l’Exemple 3(b) ont été solubilisés dans 1,4 g d’un mélange de solvants comprenant de l’eau et du méthanol (80 : 20 en volume) et sans ajout de sel de lithium supplémentaire.
La suspension ainsi obtenue a ensuite été appliquée sur un substrat ou film de support à l’aide d’un système d’enduction avec plaque chauffante (Erichsen testing instruments) avec une ouverture de fente de 3 mils et à une vitesse de 15 mm. s-1. Le film de polymère ainsi obtenu a été séché à une température de 70 °C directement lors de l’enduction.
Le film de polymère a ensuite été séché sous vide dans une étuve à une température de 85 °C pendant 48 heures pour retirer le solvant résiduel.
Après séchage, le film de polymère a été placé dans une boîte en polycarbonate (lexan) sous atmosphère inerte d’hélium afin de réduire la présence d’oxygène et d’humidité. Le film de polymère a ensuite été irradié pendant 5 minutes avec une lumière UV (longueur d’onde de 254 nm) placée à une distance d’environ 5 cm du film de polymère.
Le film de polymère a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support.
Figure imgf000081_0001
Les résultats de conductivité ionique ont été obtenus pour le Polymère 4 préparé à l’Exemple 3(d). 1,7 g du polymère préparé à l’Exemple 3(d) ont été solubilisés dans 1,4 g d’un mélange de solvants comprenant de l’eau et du méthanol (80 : 20 en volume) et sans ajout de sel de lithium supplémentaire.
La suspension ainsi obtenue a ensuite été appliquée sur un substrat ou film de support à l’aide d’un système d’enduction avec plaque chauffante (Erichsen testing instruments) avec une ouverture de fente de 3 mils et à une vitesse de 15 mm. s-1. Le film de polymère ainsi obtenu a été séché à une température de 70 °C directement lors de l’enduction.
Le film de polymère a ensuite été séché sous vide dans une étuve à une température de 85 °C pendant 48 heures pour retirer le solvant résiduel.
Après séchage, le film de polymère a été placé dans une boîte en polycarbonate (lexan) sous atmosphère inerte d’hélium afin de réduire la présence d’oxygène et d’humidité. Le film de polymère a ensuite été irradié pendant 5 minutes avec une lumière UV (longueur d’onde de 254 nm) placée à une distance d’environ 5 cm du film de polymère.
Le film de polymère a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support.
Figure imgf000081_0002
Les résultats de conductivité ionique ont été obtenus pour le Polymère 6 préparé à l’Exemple 3(f). 1 ,7 g du polymère préparé à l’Exemple 3(f) ont été solubilisés dans 1,4 g d’un mélange de solvants comprenant de l’eau et du méthanol (80 : 20 en volume) et sans ajout de sel de lithium supplémentaire.
La suspension ainsi obtenue a ensuite été appliquée sur un substrat ou film de support à l’aide d’un système d’enduction avec plaque chauffante (Erichsen testing instruments) avec une ouverture de fente de 3 mils et à une vitesse de 15 mm.s 1. Le film de polymère ainsi obtenu a été séché à une température de 70 °C directement lors de l’enduction.
Le film de polymère a ensuite été séché sous vide dans une étuve à une température de 85 °C pendant 48 heures pour retirer le solvant résiduel.
Après séchage, le film de polymère a été placé dans une boîte en polycarbonate (lexan) sous atmosphère inerte d’hélium afin de réduire la présence d’oxygène et d’humidité. Le film de polymère a ensuite été irradié pendant 5 minutes avec une lumière UV (longueur d’onde de 254 nm) placée à une distance d’environ 5 cm du film de polymère.
Le film de polymère a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support. e) Préparation du film de polymère comprenant le Polymère 1 (comparatif)
Les résultats de conductivité ionique ont été obtenus pour un polymère tel que décrit dans le brevet américain numéro 7,897,674 B2 (Zaghib et al.) (US’674). 1,7 g du polymère a été solubilisé dans 1,4 g d’un mélange de solvants comprenant de l’eau et du méthanol (80 : 20 en volume) et sans ajout de sel de lithium supplémentaire.
La suspension ainsi obtenue a ensuite été appliquée sur un substrat ou film de support à l’aide d’un système d’enduction avec plaque chauffante (Erichsen testing instruments) avec une ouverture de fente de 3 mils et à une vitesse de 15 mm. s-1. Le film de polymère ainsi obtenu a été séché à une température de 70 °C directement lors de l’enduction.
Le film de polymère a ensuite été séché sous vide dans une étuve à une température de 85 °C pendant 48 heures pour retirer le solvant résiduel.
Après séchage, le film de polymère a été placé dans une boîte en polycarbonate (lexan) sous atmosphère inerte d’hélium afin de réduire la présence d’oxygène et d’humidité. Le film de polymère a ensuite été irradié pendant 5 minutes avec une lumière UV (longueur d’onde de 254 nm) placée à une distance d’environ 5 cm du film de polymère.
Le film de polymère a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support. f) Préparation du film de polymère comprenant le Polymère 8 (comparatif)
Les résultats de conductivité ionique ont été obtenus pour un polymère tel que décrit dans le brevet américain numéro 6,903,174 B2 (Harvey et al.) (US’174). 1 ,7 g du polymère a été solubilisé dans 1,4 g d’un mélange de solvants comprenant de l’eau et du méthanol (80 : 20 en volume) et sans ajout de sel de lithium supplémentaire. 0.5 % en poids de 2,2- diméthoxy-2-phénylacétophénone (Irgacure™ 651) a été ajouté à la suspension ainsi obtenue.
La suspension ainsi obtenue a ensuite été appliquée sur un substrat ou film de support à l’aide d’un système d’enduction avec plaque chauffante (Erichsen testing instruments) avec une ouverture de fente de 3 mils et à une vitesse de 15 mm.s 1. Le film de polymère ainsi obtenu a été séché à une température de 70 °C directement lors de l’enduction.
Le film de polymère a ensuite été séché sous vide dans une étuve à une température de 85 °C pendant 48 heures pour retirer le solvant résiduel.
Après séchage, le film de polymère a été placé dans une boîte en polycarbonate (lexan) sous atmosphère inerte d’hélium afin de réduire la présence d’oxygène et d’humidité. Le film de polymère a ensuite été irradié pendant 5 minutes avec une lumière UV (longueur d’onde de 254 nm) placée à une distance d’environ 5 cm du film de polymère.
Le film de polymère a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support.
Q) Préparation de cellules symétriques pour les mesures de conductivités ioniques
La préparation des cellules symétriques des comprenant les films de polymère préparés aux Exemples 4(a) à 4(f) a été entièrement réalisée en chambre anhydre avec un point de rosée d’environ -55 °C. L’assemblage des cellules symétriques a été réalisé en configuration pile bouton. Les films polymères ont été placés entre deux électrodes de blocage en acier inoxydable avec une surface active de 2,01 cm2. Les cellules symétriques ont été assemblées selon les configurations indiquées au Tableau 5.
Tableau 5. Configurations des cellules symétriques
Figure imgf000084_0002
h ) Mesure de la conductivité ionique des films de polymère présentés aux Exemples 4(a) à 4(f)
Les mesures de conductivité ionique des cellules symétriques de l’Exemple 4(g) ont été effectuées par spectroscopie d’impédance électrochimique en courant alternatif enregistré avec un potentiostat multicanaux VPM3. La spectroscopie d’impédance électrochimique a été effectuée entre 200 mHz et 1 MHz dans un intervalle de températures allant de 20°C à 80°C (en montée et en descente, chaque 5°C).
Chaque mesure d’impédance électrochimique a été obtenue après la stabilisation de la température de l’étuve à la température (T).
La conductivité ionique des ions lithium a été calculée à partir des mesures de spectroscopie d'impédance électrochimique en utilisant l'Équation 1 :
Equation 1
Figure imgf000084_0001
dans laquelle, s est la conductivité ionique (S. cm-1), I est l’épaisseur du film polymère placé entre les deux électrodes bloquantes en acier inoxydable, A est la surface de contact entre le polymère et les deux électrodes en acier inoxydable et Rt est la résistance totale mesurée par spectroscopie d’impédance électrochimique. Les graphiques des Figures 10 à 15 présentent respectivement les résultats de conductivité ionique (S. cm-1) mesurée en fonction de la température (K-1) pour les cellules symétriques (Cellules 1 à 6) assemblées à l’Exemple 4(g).
La Figure 10 montre qu’une valeur de conductivité ionique de 1,97 x 10-5 S. cm-1 a été obtenue à une température de 50°C pour la Cellule 1 telle que décrite à l’Exemple 4(g).
La Figure 11 montre qu’une valeur de conductivité ionique de 2,65 x 105 S. cm-1 a été obtenue à une température de 50°C pour la Cellule 2 telle que décrite à l’Exemple 4(g).
La Figure 12 montre qu’une valeur de conductivité ionique de 5,37 x 105 S. cm-1 a été obtenue à une température de 50°C pour la Cellule 3 telle que décrite à l’Exemple 4(g). La Figure 13 montre qu’une valeur de conductivité ionique de 3,25 x 104 S. cm-1 a été obtenue à une température de 50°C pour la Cellule 4 telle que décrite à l’Exemple 4(g).
La Figure 14 montre qu’une valeur de conductivité ionique de 1,65 x 104 S. cm-1 a été obtenue à une température de 50°C pour la Cellule 5 telle que décrite à l’Exemple 4(g) (comparatif). La Figure 15 montre qu’une valeur de conductivité ionique de 1,90 x 10-4 S. cm-1 a été obtenue à une température de 50°C pour la Cellule 6 telle que décrite à l’Exemple 4(g) (comparatif).
Exemple 5 - Voltampérométrie cyclique a) Préparation des films de polymère pour les mesures de voltampérométrie cyclique Les résultats de voltampérométrie cyclique ont été obtenus pour les polymères préparés aux Exemples 3(b) et 3(f) ainsi que pour les polymères tels que décrits dans les brevets US’674 et US’174 et pour un polyacrylonitrile (PAN) à titre comparatif.
Les polymères préparés aux Exemples 3(b) et 3(f) et les polymères comparatifs ont été solubilisés dans un mélange de solvants comprenant de l’eau et du méthanol (80 : 20 en volume).
Une fois les polymères dissous, du noir Ketjen™ a été ajouté aux mélanges dans un rapport polymère : noir Ketjen™ (5 : 1 en poids). Les mélanges ainsi obtenus ont ensuite été mélangés à l’aide d’un broyeur à billes afin de disperser adéquatement et de broyer les agglomérats de noir Ketjen™.
La viscosité des mélanges ainsi obtenus a été ajustée avec le mélange de solvants comprenant de l’eau et du méthanol (80 : 20 en volume). Les mélanges ainsi obtenus ont ensuite été appliqués sur des collecteurs de courant en aluminium recouvert de carbone à l’aide d’un système d’enduction à la racle (« doctor- blade coating ») avec plaque chauffante. Les films de polymère ainsi obtenus ont été séchés à une température de 70 °C directement lors de l’enduction.
Les films de polymère ont ensuite été séchés sous vide dans une étuve à une température de 85 °C pendant 48 heures pour retirer le solvant résiduel. b) Préparation de cellules symétriques pour les mesures de voltamoérométrie cyclique
La préparation des cellules symétriques comprenant les films de polymère préparés à l’Exemple 5(a) a été entièrement réalisée en chambre anhydre avec un point de rosée d’environ -55 °C. Les cellules symétriques ont été assemblées en configuration pile bouton avec une surface active de 2,01 cm2. Les cellules symétriques ont été assemblées selon les configurations indiquées au Tableau 6.
Tableau 6. Configurations des cellules symétriques
Figure imgf000086_0001
Figure imgf000087_0001
La stabilité électrochimique en oxydation des cellules symétriques telles que décrites à l’Exemple 5(b) a été mesurée en utilisant un potentiostat de type VMP-3.
La Figure 16 présente les résultats de voltampérométrie cyclique obtenus pour la Cellule 7 (cellule comparative) (ligne pleine) enregistrés à une vitesse de balayage de 0,067 mV/s entre 2,7 V et 4,3 V vs Li/Li+.
La Figure 16 présente également les résultats de voltampérométrie cyclique obtenus pour la Cellule 8 (cellule comparative) (ligne discontinue) enregistrés à une vitesse de balayage de 0,05 mV/s entre 2,7 V et 4,3 V vs Li/Li+.
La Figure 17 présente les résultats de voltampérométrie cyclique obtenus pour la Cellule 7 (cellule comparative) enregistrés à une vitesse de balayage de 0.067 mV/s entre 2,5 V et 5 V vs Li/Li+. La Figure 17 montre que l’oxydation du polymère débute à un potentiel d’environ 4,37 V vs Li/Li+.
La Figure 18 présente les résultats de voltampérométrie cyclique obtenus pour la Cellule 9 (ligne pleine) et pour la Cellule 10 (ligne discontinue) enregistrés à une vitesse de balayage de 0,067 mV/s entre 2,5 V et 5 V vs Li/Li+.
La Figure 19 présente les résultats de voltampérométrie cyclique obtenus pour la Cellule 7 (cellule comparative) (ligne double point tiret), pour la Cellule 10 (ligne point tiret), pour la Cellule 9 (ligne discontinue) et pour la Cellule 11 (cellule comparative) (ligne pleine) enregistrés à une vitesse de balayage de 0,067 mV/s entre 2,5 V et 5 V vs Li/Li+. La Figure 19 présente les résultats obtenus lors du premier cycle.
Plusieurs modifications pourraient être effectuées à l’un ou l’autre des modes de réalisations décrits ci-dessus sans sortir du cadre de la présente invention telle qu’envisagée. Les références, brevets ou documents de littérature scientifique référés dans le présent document sont incorporés ici par référence dans leur intégralité et à toutes fins.

Claims

REVENDICATIONS
1. Un polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition comprenant le produit de la réaction entre au moins un composé de Formule 1 comprenant au moins deux groupements fonctionnels et un bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 :
Figure imgf000088_0001
Formule 1 Formule 2 dans lesquelles,
A est un groupement organique substitué ou non substitué choisi parmi un Cr Cioalkylène linéaire ou ramifié, un Ci-CioalkylèneoxyCi-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)Ci-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un polyéther linéaire ou ramifié et un polyester linéaire ou ramifié;
Xi et X sont des groupements fonctionnels indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un groupement hydroxyle, un groupement thiol et un groupement amine;
Xîet X sont des atomes d’halogène chacun indépendamment choisis parmi F, Cl, Br et I; et
Mn+ est un ion d’un métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+.
2. Polymère ionique selon la revendication 1 , dans lequel X3 et X4 sont tous deux des atomes de chlore.
3. Polymère ionique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel Mn+ est un ion de métal alcalin choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+ et Li+.
4. Polymère ionique selon la revendication 3, dans lequel Mn+ est Li+.
5. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel X et X sont tous deux des groupements hydroxyles.
6. Polymère ionique selon la revendication 5, dans lequel le composé de Formule 1 est choisi parmi le glycérol, les alcanes diols, le propane-1,3-diol, le butane-1 ,4-diol, le pentane-1,5-diol, l’hexane-1 ,6-diol, l’octane-1,8-diol, le propane-1,2-diol, le butane-1 ,2- diol, le butane-2,3-diol, le butane-1,3-diol, le pentane-1,2-diol, l’étohexadiol, le p- menthane-3,8-diol, le 2-méthylpentane-2,4-diol, la polycaprolactone diol, l’éthylène glycol, le diéthylène glycol, le triéthylène glycol, le tétraéthylène glycol, le pentaéthylène glycol, le polyéthylène glycol, le 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluorohexane-1,6-diol, et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
7. Polymère ionique selon la revendication 6, dans lequel le composé de Formule 1 est un glycol.
8. Polymère ionique selon la revendication 6, dans lequel le composé de Formule 1 est le glycérol.
9. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le composé de Formule 1 est choisi parmi les alcane diamines, le propane-1,3-diamine, le butane-1,4-diamine, le pentane-1,5-diamine, l’hexane-1,6-diamine, l’octane-1 ,8-diamine, le propane-1,2-diamine, le butane-1 ,2-diamine, le butane-2,3-diamine, le butane-1 ,3- diamine, le pentane-1,2-diamine, le 2,4-diamino-2-méthylpentane, l’éthylènediamine, le 1 ,8-diamino-3,6-dioxaoctane, le 1,11-diamino-3,6,9-trioxaundécane, le 4,9-dioxa-1,12- dodécanediamine, le 1 ,14-diamino-3,6,9,12-tétraoxatétradécane, le poly(éthylène glycol) diamine, les produits commercialisés sous la marque JEFFAMINE® de la série D, ED ou EDR, et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
10. Polymère ionique selon la revendication 9, dans lequel le composé de Formule 1 est un produit JEFFAMINE® de la série D choisi parmi la JEFFAMINE® ED-600, ED-900 et ED-2003.
11. Polymère ionique selon la revendication 9, dans lequel le composé de Formule 1 est un poly(éthylène glycol) diamine de formule H2NCH2CH2(OCH2CH2)nNH2, où n est 1 ou 2.
12. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel A est un CrCioalkylène linéaire ou ramifié et optionnellement substitué et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 3 :
Figure imgf000090_0001
Formule 3 dans laquelle,
Xi et X2 sont tels que définis à la revendication 1 ;
Ri et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d’hydrogène, un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine, un atome d’halogène choisi parmi F, Cl, Br et I, et des substituants linéaires ou ramifiés choisis parmi CrCioalkyle, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle- méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, et oxycarbonylamino-Ci-
Cioalkyle-acrylate; et
I est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 10.
13. Polymère ionique selon la revendication 12, dans lequel X1 et X2 sont tous deux des groupements hydroxyles.
14. Polymère ionique selon la revendication 12 ou 13, dans lequel Ri et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d’hydrogène, un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine, un atome de fluor, et des substituants linéaires ou ramifiés choisis parmi CrCioalkyle, CrCioalkyle-acrylate, CrCioalkyle-méthacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, et oxycarbonylamino-CrCioalkyle-acrylate.
15. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel A est un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)CrCioalkylène linéaire ou ramifié et optionnellement substitué et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 4 :
Figure imgf000091_0002
Formule 4 dans laquelle,
Xi et X sont tels que définis à la revendication 1 ; et m est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 68.
16. Polymère ionique selon la revendication 15, dans lequel X et X sont tous deux des groupements hydroxyles.
17. Polymère ionique selon la revendication 15 ou 16, dans lequel m est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 10.
18. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel A est un polyéther linéaire ou ramifié et optionnellement substitué et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 5 :
Figure imgf000091_0001
Formule 5 dans laquelle,
Xi et X sont tels que définis à la revendication 1 ; R3, R4 et R5 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi les groupements CrCioalkyles; n, o et p sont choisis de telle sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polyéther soit compris entre environ 220 g/mol et environ 2 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses; n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise dans l’intervalle d’environ 1 à environ 6; et o est un nombre compris dans l’intervalle d’environ 2 à environ 39.
19. Polymère ionique selon la revendication 18, dans lequel R3, R4 et R5 sont des groupements méthyles.
20. Polymère ionique selon la revendication 18 ou 19, dans lequel X1 et X2 sont tous deux des groupements amines.
21. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel A est un polyester aliphatique optionnellement substitué tel que la polycaprolactone et le composé de Formule 1 est un composé de Formule 7 :
Figure imgf000092_0001
Formule 7 dans laquelle, t et u sont des nombres compris dans l’intervalle de 1 à 10.
22. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère comprenant au moins un motif de répétition de Formule 8 (a) ou est un polymère de Formule 8 (b):
Figure imgf000092_0002
Formule 8 (a) Formule 8 (b) dans lesquelles,
A est un groupement organique substitué ou non substitué indépendamment et à chaque occurrence choisi parmi un CrCioalkylène linéaire ou ramifié, un C1- CioalkylèneoxyCi-Cioalkylène linéaire ou ramifié, un poly(Ci-Cioalkylèneoxy)Ci- Cioalkylène linéaire ou ramifié, un polyéther linéaire ou ramifié et un polyester linéaire ou ramifié;
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement NH;
RÔ est choisi parmi un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine et un groupement R7-X5-A-X6-;
R7 est un groupement réticulable indépendamment à chaque occurrence choisi parmi les groupements acrylate, méthacrylate, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle- méthacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, carbonyl-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate et carbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate;
Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+; et v est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
23. Polymère ionique selon la revendication 22, dans lequel Mn+ est un ion de métal alcalin choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+ et Li+.
24. Polymère ionique selon la revendication 22 ou 23, dans lequel Mn+ est Li+.
25. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 22 à 24, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes d’oxygène.
26. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 22 à 24, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes de soufre.
27. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 22 à 24, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des groupements NH.
28. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 22 à 27, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
29. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 9 :
Figure imgf000094_0001
Formule 9 dans laquelle, Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+;
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement NH;
Ri et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d’hydrogène, un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine, un atome d’halogène choisi parmi F, Cl, Br et I, et des substituants linéaires ou ramifiés choisis parmi CrCioalkyle, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle- méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle-méthacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle- acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-méthacrylate et oxycarbonylamino-Ci-
Cioalkyle-acrylate;
I est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 10; et w est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
30. Polymère ionique selon la revendication 29, dans lequel Mn+ est un ion de métal alcalin choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+ et Li+.
31. Polymère ionique selon la revendication 29 ou 30, dans lequel Mn+ est Li+.
32. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 29 à 31, dans lequel Ri et R2 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi un atome d’hydrogène, un groupement hydroxyle, un groupement thiol, un groupement amine, un atome de fluor, et des substituants linéaires ou ramifiés choisis parmi CrCioalkyle, C1- Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle- méthacrylate, et oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate.
33. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 29 à 32, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes d’oxygène.
34. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 29 à 32, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes de soufre.
35. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 29 à 32, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des groupements NH.
36. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 29 à 35, dans lequel le poids moléculaire moyen en nombre du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
37. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 10 :
Figure imgf000095_0001
Formule 10 dans laquelle,
Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+;
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H; m est un nombre compris dans l’intervalle de 1 à 68; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
38. Polymère ionique selon la revendication 37, dans lequel Mn+ est un ion de métal alcalin choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+ et Li+.
39. Polymère ionique selon la revendication 37 ou 38, dans lequel Mn+ est Li+.
40. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 37 à 39, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes d’oxygène.
41. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 37 à 39, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes de soufre.
42. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 37 à 39, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des groupements NH.
43. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 37 à 42, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
44. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 11 :
Figure imgf000096_0001
Formule 11 dans laquelle, Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+; X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H;
R3, R4 et R5 sont indépendamment et à chaque occurrence choisis parmi les groupements Ci-Cioalkyles; n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise dans l’intervalle d’environ 1 à environ 6; o est un nombre compris dans l’intervalle d’environ 2 à environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
45. Polymère ionique selon la revendication 44, dans lequel Mn+ est un ion de métal alcalin choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+ et Li+.
46. Polymère ionique selon la revendication 44 ou 45, dans lequel Mn+ est Li+.
47. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 44 à 46, dans lequel R3, R4 et R5 sont des groupements méthyles.
48. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 44 à 47, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes d’oxygène.
49. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 44 à 47, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes de soufre.
50. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 44 à 47, dans lequel
X5 et CQ sont tous deux des groupements -N H.
51. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 44 à 50, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
52. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un motif de répétition de Formule 12 :
Figure imgf000098_0001
Formule 12 dans laquelle,
Mn+ est un ion de métal alcalin ou alcalino-terreux choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+, Li+, Ca2+ et Mg2+; t et u sont des nombres compris dans l’intervalle de 1 à 10; et z est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
53. Polymère ionique selon la revendication 52, dans lequel Mn+ est un ion de métal alcalin choisi parmi le groupe constitué des ions Na+, K+ et Li+.
54. Polymère ionique selon la revendication 52 ou 53, dans lequel Mn+ est Li+.
55. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 52 à 54, dans lequel le poids moléculaire moyen du polymère ionique est compris entre environ 8000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
56. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 13 :
Figure imgf000098_0002
dans laquelle, x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
57. Polymère ionique selon la revendication 56, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
58. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 14 :
Figure imgf000099_0001
Formule 14 dans laquelle, x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
59. Polymère ionique selon la revendication 58, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60
000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
60. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 15 :
Figure imgf000100_0001
Formule 15 dans laquelle,
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement NH; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
61. Polymère ionique selon la revendication 60, dans lequel X5 et X5 sont tous deux des atomes d’oxygène.
62. Polymère ionique selon la revendication 60, dans lequel X5 et X5 sont tous deux des atomes de soufre.
63. Polymère ionique selon la revendication 60, dans lequel X5 et X5 sont tous deux des groupements NH.
64. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 60 à 63, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8
000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
65. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 16 :
Figure imgf000101_0001
Formule 16 dans laquelle,
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
66. Polymère ionique selon la revendication 65, dans lequel X5 et X5 sont tous deux des atomes d’oxygène.
67. Polymère ionique selon la revendication 65, dans lequel X5 et X5 sont tous deux des atomes de soufre.
68. Polymère ionique selon la revendication 65, dans lequel X5 et X5 sont tous deux des groupements -NH.
69. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 65 à 68, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8
000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
70. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 17 :
Figure imgf000102_0001
Formule 17 dans laquelle,
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
71. Polymère ionique selon la revendication 70, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes d’oxygène.
72. Polymère ionique selon la revendication 70, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes de soufre.
73. Polymère ionique selon la revendication 70, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des groupements -NH.
74. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 70 à 73, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8
000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
75. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 18 :
Figure imgf000103_0001
Formule 18 dans laquelle,
X5 etX6 sont chacun indépendamment choisis parmi un atome d'oxygène, un atome de soufre et un groupement -N H; et x est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
76. Polymère ionique selon la revendication 75, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes d’oxygène.
77. Polymère ionique selon la revendication 75, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des atomes de soufre.
78. Polymère ionique selon la revendication 75, dans lequel X5 et CQ sont tous deux des groupements -NH.
79. Polymère ionique selon l'une quelconque des revendications 75 à 78, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8
000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
80. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 19 :
Figure imgf000104_0001
Formule 19 dans laquelle, w est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
81. Polymère ionique selon la revendication 80, dans lequel le poids en nombre moléculaire moyen du polymère ionique est compris entre environ 8000 g/mol et environ 60000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
82. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 20 :
Figure imgf000104_0002
Formule 20 dans laquelle, w est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
83. Polymère ionique selon la revendication 82, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
84. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 21 :
Figure imgf000105_0001
Formule 21 dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise dans l’intervalle d’environ 1 à environ 6; o est un nombre compris dans l’intervalle d’environ 2 à environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
85. Polymère ionique selon la revendication 84, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
86. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 22 :
Figure imgf000105_0002
dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise dans l’intervalle d’environ 1 à environ 6; o est un nombre compris dans l’intervalle d’environ 2 à environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
87. Polymère ionique selon la revendication 86, dans lequel le poids en nombre moléculaire moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
88. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 23 :
Figure imgf000106_0001
dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise dans l’intervalle d’environ 1 à environ 6; o est un nombre compris dans l’intervalle d’environ 2 à environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
89. Polymère ionique selon la revendication 88, dans lequel le poids en nombre moléculaire moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
90. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 24 :
Figure imgf000107_0001
dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise dans l’intervalle d’environ 1 à environ 6; o est un nombre compris dans l’intervalle d’environ 2 à environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
91. Polymère ionique selon la revendication 90, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
92. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 25 :
Figure imgf000107_0002
Formule 25 dans laquelle, n et p sont choisis de telle sorte que la somme (n + p) soit comprise dans l’intervalle d’environ 1 à environ 6; o est un nombre compris dans l’intervalle d’environ 2 à environ 39; et y est un nombre choisi de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
93. Polymère ionique selon la revendication 92, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
94. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 26 :
Figure imgf000108_0001
Formule 26 dans laquelle, w et x sont des nombres choisis de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
95. Polymère ionique selon la revendication 94, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60
000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
96. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 27 :
Figure imgf000109_0001
Formule 27 dans laquelle, w et x sont des nombres choisis de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
97. Polymère ionique selon la revendication 96, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
98. Polymère ionique selon la revendication 1, le polymère ionique comprenant au moins un fragment de Formule 28 :
Figure imgf000110_0001
Formule 28 dans laquelle, w et x sont des nombres choisis de sorte que le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique soit compris entre environ 8 000 g/mol et environ 150 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
99. Polymère ionique selon la revendication 98, dans lequel le poids moléculaire en nombre moyen du polymère ionique est compris entre environ 8 000 g/mol et environ 60 000 g/mol, bornes supérieure et inférieure incluses.
100. Une composition polymérique comprenant au moins un polymère ionique tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 99.
101. Composition polymérique selon la revendication 100, laquelle comprend en outre au moins une composante additionnelle ou un additif.
102. Composition polymérique selon la revendication 101 , dans laquelle la composante additionnelle ou l’additif est choisi les matériaux conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre, les particules de céramique, et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
103. Composition polymérique selon la revendication 101 ou 102, dans laquelle la composante additionnelle ou l’additif est un additif de remplissage.
104. Composition polymérique selon la revendication 103, dans laquelle l’additif de remplissage est choisi parmi des particules ou nanoparticules de dioxyde de titane ( PO2), d’alumine (AI2O3) et de dioxyde de silicium (S1O2).
105. Composition polymérique selon l'une quelconque des revendications 100 à 104, laquelle est une composition d’électrolyte polymère solide.
106. Composition polymérique selon l'une quelconque des revendications 100 à 104, laquelle est un liant pour matériau d’électrode.
107. Composition polymérique selon l'une quelconque des revendications 100 à 104, laquelle est utilisée dans une cellule électrochimique.
108. Composition polymérique selon l'une quelconque des revendications 100 à 104, laquelle est utilisée dans un supercondensateur.
109. Composition polymérique selon la revendication 108, dans laquelle le supercondensateur est un supercondensateur carbone-carbone.
110. Composition polymérique selon l'une quelconque des revendications 100 à 104, laquelle est utilisée dans un matériau électrochrome.
111. Une composition d’électrolyte polymère solide comprenant un polymère ionique tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 99 ou une composition polymérique telle que définie à l'une quelconque des revendications 100 à 104.
112. Composition d’électrolyte polymère solide selon la revendication 111, laquelle comprend en outre au moins un sel.
113. Composition d’électrolyte polymère solide selon la revendication 112, dans laquelle le sel est un sel ionique.
114. Composition d’électrolyte polymère solide selon la revendication 113, dans laquelle le sel ionique est choisi parmi un sel de lithium, un sel de sodium, un sel de potassium, un sel de calcium et un sel de magnésium.
115. Composition d’électrolyte polymère solide selon la revendication 114, dans laquelle le sel ionique est un sel de lithium.
116. Composition d’électrolyte polymère solide selon la revendication 115, dans laquelle le sel de lithium est choisi parmi l’hexafluorophosphate de lithium (LiPFe), le bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI), le bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI), le 2-trifluorométhyl-4,5-dicyano-imidazolate de lithium (LiTDI), le 4,5- dicyano-1,2,3-triazolate de lithium (LiDCTA), le bis (pentafluoroéthylsulfonyl)imidure de lithium (LiBETI), le tétrafluoroborate de lithium (UBF4), le bis(oxalato) borate de lithium (LiBOB), le nitrate de lithium (UNO3), le chlorure de lithium (LiCI), le bromure de lithium (LiBr), le fluorure de lithium (LiF), le perchlorate de lithium (UCIO4), l’hexafluoroarsénate de lithium (LiAsFe), le trifluorométhanesulfonate de lithium (USO3CF3) (LiTf), le fluoroalkylphosphate de lithium Li[PF3(CF2CF3)3] (LiFAP), le tétrakis(trifluoroacétoxy)borate de lithium Li[B(OCOCF3)4] (LiTFAB), le bis(1,2- benzenediolato(2-)-0,0')borate de lithium Li[B(C6C>2)2] (LiBBB) et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
117. Composition d’électrolyte polymère solide selon l'une quelconque des revendications 111 à 116, laquelle comprend en outre au moins une composante additionnelle ou un additif.
118. Composition d’électrolyte polymère solide selon la revendication 117, dans laquelle la composante additionnelle ou l’additif est choisi parmi les matériaux conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre, les particules de céramique, et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
119. Un électrolyte polymère solide comprenant un polymère ionique tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 99 ou une composition d’électrolyte polymère solide telle que définie à l’une quelconque des revendications 111 à 118, dans lequel ledit polymère ionique est éventuellement réticulé.
120. Un matériau d’électrode comprenant un matériau électrochimiquement actif et un polymère ionique tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 99 ou une composition polymérique telle que définie à l’une quelconque des revendications 100 à 104.
121. Matériau d’électrode selon la revendication 120, dans lequel le polymère ou la composition polymérique est un liant.
122. Matériau d’électrode selon la revendication 120 ou 121, dans lequel le matériau électrochimiquement actif est sous forme de particules.
123. Matériau d’électrode selon l'une quelconque des revendications 120 à 122, dans lequel le matériau électrochimiquement actif est choisi parmi un oxyde de métal, un oxyde de métal et de lithium, un phosphate de métal, un phosphate de métal lithié, un titanate et un titanate de lithium.
124. Matériau d’électrode selon la revendication 123, dans lequel le métal du matériau électrochimiquement actif est choisi parmi le titane (Ti), le fer (Fe), le magnésium (Mg), le manganèse (Mn), le vanadium (V), le nickel (Ni), le cobalt (Co), l’aluminium (Al), le chrome (Cr), le cuivre (Cu), l’antimoine (Sb) et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
125. Matériau d’électrode selon l’une quelconque des revendications 120 à 124, lequel comprend en outre au moins un matériau conducteur électronique.
126. Matériau d’électrode selon la revendication 125, le matériau conducteur électronique est choisi parmi le noir de carbone, le noir d'acétylène, le graphite, le graphène, les fibres de carbone, les nanofibres de carbone, les nanotubes de carbone et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
127. Matériau d’électrode selon la revendication 126, le matériau conducteur électronique est le noir d'acétylène.
128. Matériau d’électrode selon l’une quelconque des revendications 120 à 127, lequel comprend en outre au moins une composante additionnelle ou un additif.
129. Matériau d’électrode selon la revendication 128, dans lequel la composante additionnelle ou l’additif est choisi parmi les conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre ou de céramique, les nanocéramiques, et les sels.
130. Matériau d’électrode selon la revendication 128 ou 129, dans lequel la composante additionnelle ou l’additif est choisi parmi AI2O3, T1O2, S1O2.
131. Matériau d’électrode selon l’une quelconque des revendications 120 à 130, lequel est un matériau d’électrode positive.
132. Matériau d’électrode selon l’une quelconque des revendications 120 à 130, lequel est un matériau d’électrode négative.
133. Matériau d’électrode selon la revendication 132, dans lequel le matériau électrochimiquement actif est un titanate de lithium.
134. Matériau d’électrode selon la revendication 133, dans lequel le titanate de lithium est enrobé de carbone.
135. Une électrode comprenant un matériau d’électrode tel que défini à l’une quelconque des revendications 120 à 134 sur un collecteur de courant.
136. Une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins l'un de l'électrode négative, de l'électrode positive et de l'électrolyte comprend un polymère ionique tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 99 ou un composition polymérique telle que définie dans l'une quelconque des revendications 100 à 104.
137. Une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte, dans laquelle au moins l'une de l'électrode négative et de l'électrode positive est telle que définie dans la revendication 135.
138. Une cellule électrochimique comprenant une électrode négative, une électrode positive et un électrolyte polymère solide tel que défini dans la revendication 119.
139. Un accumulateur électrochimique comprenant au moins une cellule électrochimique telle que définie à l'une quelconque des revendications 136 à 138.
140. Accumulateur électrochimique selon la revendication 139, dans lequel ledit accumulateur électrochimique est une batterie est choisie parmi une batterie au lithium, une batterie lithium-ion, une batterie au sodium, une batterie sodium-ion, une batterie au magnésium, une batterie magnésium-ion.
141. Accumulateur électrochimique selon la revendication 140, dans lequel ladite batterie est une batterie au lithium ou une batterie lithium-ion.
142. Un procédé de préparation d’un polymère ionique tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 99 ou d’une composition polymérique telle que définie à l'une quelconque des revendications 100 à 104, le procédé comprenant les étapes suivantes :
(i) préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2; et (ii) réaction d’au moins un composé de Formule 1avec ledit bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2.
143. Procédé selon la revendication 142, lequel comprend en outre une étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide.
144. Procédé selon la revendication 143, dans lequel l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide est effectuée par la réaction entre l'acide sulfamique et un acide halosulfonique en présence d’au moins un agent d’halogénation.
145. Procédé selon la revendication 144, dans lequel l’agent d’halogénation est choisi parmi le trichlorure de phosphore, le pentachlorure de phosphore, le chlorure de thionyle, le fluorure de thionyle, l'oxychlorure de phosphore et le chlorure d'oxalyle.
146. Procédé selon la revendication 144 ou 145, dans lequel l’agent d’halogénation est le chlorure de thionyle.
147. Procédé selon l’une quelconque des revendications 144 à 146, dans lequel l'acide halosulfonique est l'acide chlorosulfonique.
148. Procédé selon l’une quelconque des revendications 143 à 147, dans lequel ladite étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide est effectuée à une température comprise dans l’intervalle allant d’environ 60 °C à environ 150 °C, ou allant d’environ 70 °C à environ 145 °C, ou allant d’environ 80 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 90 °C à environ 100 °C, ou allant d’environ 110 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 120 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 125 °C à environ 140 °C, ou allant d’environ 125 °C à environ 135 °C, bornes supérieures et inférieures incluses.
149. Procédé selon l’une quelconque des revendications 143 à 148, dans lequel ladite étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imide est effectuée à une température d’environ 130 °C pour une durée d’environ 24 heures.
150. Procédé selon l’une quelconque des revendications 143 à 149, dans lequel le bis(halosulfonyl)imide est un bis(chlorosulfonyl)imide.
151. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 150, dans lequel l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal est effectuée par une réaction de métallation entre un bis(halosulfonyl)imide et au moins un agent de métallation, optionnellement en présence d’un solvant.
152. Procédé selon la revendication 151, dans lequel l’agent de métallation comprend un métal alcalin choisi parmi le lithium, le sodium, le potassium, le calcium et le magnésium.
153. Procédé selon la revendication 152, dans lequel l’agent de métallation comprend un métal alcalin choisi parmi le lithium, le sodium et le potassium.
154. Procédé selon la revendication 153, dans lequel l’agent de métallation est un agent de lithiation.
155. Procédé selon la revendication 154, dans lequel l’agent de lithiation est choisi parmi l’hydroxyde de lithium, le carbonate de lithium, l’hydrogénocarbonate de lithium, l'hydrure de lithium, le chlorure de lithium, le bromure de lithium, l’iodure de lithium, un carboxylate de lithium de formule RCO2U (dans laquelle R est un groupement CrCioalkyle linéaire ou ramifié ou un hydrocarbure aromatique), l’oxalate de lithium et le lithium métallique.
156. Procédé selon la revendication 154 ou 155, dans lequel l’agent de lithiation est le chlorure de lithium (LiCI).
157. Procédé selon l’une quelconque des revendications 151 à 156, dans lequel le solvant est choisi parmi le N,N-diméthylformamide, le N-méthyl-2-pyrrolidone, le diméthylacétamide, le tétrachlorométhane, le chloroforme, l’acétonitrile, le tétrahydrofurane et d’une combinaison miscible d’au moins deux de ceux-ci.
158. Procédé selon la revendication 157, dans lequel le solvant est le N,N- diméthylformamide.
159. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 158, dans lequel l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal est effectuée à une température comprise dans l’intervalle allant d’environ 20 °C à environ 150 °C, ou allant d’environ 30 °C à environ 135 °C, ou allant d’environ 40 °C à environ 130 °C, ou allant d’environ 50 °C à environ 125 °C, ou allant d’environ 60 °C à environ 120 °C, ou allant d’environ 70 °C à environ 115 °C, ou allant d’environ 80 °C à environ 110 °C, ou allant d’environ 90 °C à environ 105 °C, bornes supérieures et inférieures incluses.
160. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 158, dans lequel l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal est effectuée à une température d’environ 100 °C.
161. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 159, dans lequel l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal est effectuée pour une période de temps comprise dans l’intervalle allant d’environ 10 heures à environ 48 heures, ou allant d’environ 10 heures à environ 24 heures, ou allant d’environ 12 heures à environ 24 heures, bornes supérieures et inférieures incluses.
162. Procédé selon la revendication 161, dans lequel l’étape de préparation d’un bis(halosulfonyl)imidure de métal est effectuée pour une durée comprise dans l’intervalle allant d’environ 12 heures à environ 24 heures, bornes supérieure et inférieure incluses.
163. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 162, l’étape de réaction d’au moins un composé de Formule 1 avec ledit bis(halosulfonyl)imidure de métal de
Formule 2 est une étape de polymérisation.
164. Procédé selon la revendication 163, dans lequel la polymérisation est effectuée par polycondensation.
165. Procédé selon la revendication 163, dans lequel la polymérisation est effectuée par polyestérification.
166. Procédé selon la revendication 165, dans lequel la polyestérification est effectuée par une réaction d’estérification de Fischer.
167. Procédé selon la revendication 165, dans lequel la polyestérification est effectuée par une réaction d’estérification de Steglich.
168. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 167, dans lequel l’étape de réaction d’au moins un composé de Formule 1 avec ledit bis(halosulfonyl)imidure de métal de Formule 2 est effectuée en présence d’un solvant.
169. Procédé selon la revendication 168, dans lequel le solvant est choisi parmi le N,N- diméthylformamide, le N-méthyl-2-pyrrolidone, le diméthylacétamide, le tétrachlorométhane, le chloroforme, l’acétonitrile, le tétrahydrofurane et une combinaison miscible d’au moins deux de ceux-ci.
170. Procédé selon la revendication 169, dans lequel le solvant est le N,N- diméthylformamide.
171. Procédé selon l’une quelconque des revendications 163 à 170, dans lequel l’étape de polymérisation est effectuée en présence d’au moins une base et éventuellement d’au moins un catalyseur de polymérisation et/ou d’au moins un co-catalyseur et/ou éventuellement d’au moins catalyseur d’acylation.
172. Procédé selon la revendication 171, dans lequel le catalyseur de polymérisation est choisi parmi le groupe constitué d’un catalyseur acide, un catalyseur nucléophile et un catalyseur à base de bore.
173. Procédé selon la revendication 172, dans lequel le catalyseur acide est un catalyseur acide de Lewis.
174. Procédé selon la revendication 172, dans lequel le catalyseur nucléophile est choisi parmi le groupe constitué de la 4-diméthylaminopyridine, de la pyridine, et d’autres dérivés de pyridine.
175. Procédé selon la revendication 174, dans lequel le catalyseur nucléophile est la 4- diméthylaminopyridine.
176. Procédé selon la revendication 172, dans lequel le catalyseur à base de bore est un catalyseur à base d’acide borique, un catalyseur à base d’acide boronique, ou un catalyseur à base d’acide borinique.
177. Procédé selon la revendication 172, dans lequel le catalyseur de polymérisation est choisi parmi les acides diarylboriniques de formule A^BOH (dans laquelle Ar est un groupement aryle), l’acide diphénylborinique, l’acide trifluorophényl boronique, le 9H-9- bora-10-thiaanthracene-9-ol, le 10H-phénoxaborinin-10-ol, le tribromure de bore, le trichlorure de bore, les fluoborates d'acyle, le fluoborate de triéthyloxonium, l'éthérate de trifluorure de bore, le trifluorure de bore, le tris(pentafluorophényl) de bore, et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci lorsque compatibles.
178. Procédé selon l’une quelconque des revendications 163 à 177, dans lequel la base est choisie parmi le groupe constitué de la triéthylamine, de la N,N-diisopropyléthylamine, de la pyridine et des dérivés de pyridine.
179. Procédé selon la revendication 178, dans lequel la base est la triéthylamine.
180. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 179, lequel comprend en outre une étape de post-fonctionnalisation ou de modification post-polymérisation.
181. Procédé selon la revendication 180, dans lequel l’étape de post-fonctionnalisation ou de modification post-polymérisation est effectuée afin d’introduire au moins un groupement fonctionnel réticulable.
182. Procédé selon la revendication 181, dans lequel l’étape de post-fonctionnalisation ou de modification post-polymérisation est effectuée par la réaction entre au moins un groupement fonctionnel et au moins un précurseur d’un groupement fonctionnel réticulable.
183. Procédé selon l’une quelconque des revendications 181 à 182, dans lequel le groupement fonctionnel réticulable est choisi parmi les groupements acrylate, méthacrylate, Ci-Cioalkyle-acrylate, Ci-Cioalkyle-méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle- méthacrylate, oxycarbonyl-Ci-Cioalkyle-acrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle- méthacrylate, aminocarbonyl-Ci-Cioalkyle-acrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle- méthacrylate, oxycarbonylamino-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle- méthacrylate, carbonyloxy-Ci-Cioalkyle-acrylate, carbonylamino-Ci-Cioalkyle- méthacrylate et carbonylamino-CrCioalkyle-acrylate.
184. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 183, lequel comprend en outre une étape de séparation ou de purification.
185. Procédé selon la revendication 184, dans lequel l’étape de séparation ou de purification est effectuée par une méthode de chromatographie en phase liquide ou une méthode de filtration.
186. Procédé selon la revendication 185, dans lequel la méthode de chromatographie en phase liquide est la chromatographie d'exclusion stérique.
187. Procédé selon la revendication 185, dans lequel la méthode de filtration est une méthode de filtration sur membrane.
188. Procédé selon la revendication 187, dans lequel la méthode de filtration sur membrane est méthode de nanofiltration sur membrane ou une méthode d’ultrafiltration sur membrane.
189. Procédé selon la revendication 188, dans lequel la méthode de filtration sur membrane est méthode d’ultrafiltration sur membrane.
190. Procédé selon la revendication 189, dans lequel la membrane a une limite d'exclusion de poids moléculaire de 1 000 DA.
191. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 190, lequel comprend en outre une étape d’enduction de la composition polymérique.
192. Procédé selon la revendication 191, dans lequel l'étape d’enduction est effectuée par au moins une méthode choisie parmi une méthode d’enduction à la racle, une méthode d’enduction à intervalle de transfert, une méthode d’enduction à intervalle de transfert inversé, une méthode d'impression, une méthode de gravure et une méthode d’enduction fente.
193. Procédé selon la revendication 192, dans lequel l'étape d’enduction est effectuée par au moins une méthode choisie parmi une méthode d’enduction à la racle et une méthode d’enduction fente.
194. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 193, lequel comprend en outre une étape de séchage de la composition polymérique afin d’éliminer tout solvant résiduel et/ou eau.
195. Procédé selon la revendication 194, dans lequel l'étape de séchage de la composition polymérique et l'étape d’enduction de la composition polymérique sont effectuées simultanément.
196. Procédé selon l’une quelconque des revendications 142 à 195, lequel comprend en outre une étape de réticulation.
197. Procédé selon la revendication 196, dans lequel l’étape de réticulation est effectuée par irradiation UV, par traitement thermique, par irradiation micro-ondes, sous un faisceau d'électrons, par irradiation gamma, ou par irradiation aux rayons X.
198. Procédé selon la revendication 197, dans lequel l’étape de réticulation est effectuée par irradiation UV, par traitement thermique, ou sous un faisceau d'électrons.
199. Procédé selon l’une quelconque des revendications 196 à 198, dans lequel l’étape de réticulation est effectuée en présence d'au moins l'un parmi un agent réticulant, un initiateur thermique, un photoinitiateur, un catalyseur, un agent plastifiant ou d’une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.
200. Procédé selon la revendication 199, dans lequel l’agent réticulant est le 2,2- diméthoxy-2-phénylacétophénone (Irgacure™ 651).
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