COMPOSITIONS POLYMÉRIQUES COMPRENANT AU MOINS DEUX SELS DE LITHIUM ET LEUR UTILISATION DANS DES CELLULES ÉLECTROCHIMIQUES

DEMANDE RELIÉE

La présente demande revendique la priorité, sous la loi applicable, de la demande de brevet provisoire américaine N° 62/770,543 déposée le 21 novembre 2018, le contenu de laquelle est incorporé ici par référence dans son intégralité et à toutes fins.

DOMAINE TECHNIQUE

La présente demande se rapporte au domaine des polymères et de leurs utilisations dans des applications électrochimiques. Plus particulièrement, la présente demande se rapporte au domaine des électrolytes polymères solides, des compositions d’électrolytes polymères solides, à leurs procédés de fabrication et à leurs utilisations dans des cellules électrochimiques, notamment dans les batteries dites tout solide.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Les batteries dites tout solide sont considérées comme des systèmes fiables pouvant fournir des solutions possibles afin d’atteindre les objectifs de stockage d'énergie.

Cependant, les électrolytes polymères solides conventionnels présentent une fenêtre de stabilité électrochimique limitée et ne supportent pas une opération à haut voltage (supérieure à 4 V vs Li/Li ⁺ ), limitant ainsi leur champ d'application. En effet, les électrolytes polymères solides conventionnels incluent généralement des groupements fonctionnels possédant un caractère de base de Lewis tels que les groupements fonctionnels éthers, esters et carbonates, qui ne sont pas thermodynamiquement stables à haut voltage. De plus, l’instabilité des électrolytes polymères solides est d’autant plus élevée à l'interface entre l’électrode et l’électrolyte solide. Ceci peut s’expliquer, par exemple, par le contact de l’électrolyte polymère solide avec un matériau d’électrode tel qu’un oxyde de métal de transition pouvant accélérer l’oxydation de l'électrolyte polymère. Par conséquent, l’un des obstacles majeurs de l’utilisation des électrolytes polymères solides avec des matériaux à haut voltage, notamment dans les batteries de type tout solide, est donc essentiellement un problème de stabilité. Une stratégie employée pour solutionner ce problème inclut l’utilisation d’électrolytes comprenant du bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI) en tant que sel conducteur. Par exemple, Han et al. ont démontré des effets positifs à l’utilisation du LiFSI en tant que sel conducteur dans des électrolytes liquides constitués d'un mélange de solvants organiques non aqueux. Par exemple, ils ont rapporté que le LiFSI présentait une conductivité substantiellement élevée dans un mélange de carbonate d'éthylène (EC) et de carbonate de méthyle et d’éthyle (EMC). Ils ont également démontré une stabilité substantiellement améliorée du collecteur de courant en aluminium dans la fenêtre de potentiel allant 3,0 V à 5,0 V vs Li/Li ⁺ liée à l’utilisation d’électrolyte à base de LiFSI (Han et al., Journal of Power Sources, 196.7 (2011): 3623-3632).

Un effet synergique entre les sels d’un électrolyte liquide à base d’hexafluorophosphate de lithium (LiPFe) comprenant également du LiFSI et du bis(oxalato)borate de lithium (LiBOB) a aussi été démontré. En effet, Zhang et al., ont rapporté une inhibition substantielle de la réaction de corrosion du collecteur de courant en aluminium et une amélioration significative des performances électrochimiques d'une électrode positive comprenant du phosphate de fer lithié LiFePCL (< 4 V vs Li/Li ⁺ ) en tant que matériau électrochimiquement actif (Zhang et al., Electrochimica Acta, 127 (2014): 39-44).

La demande de brevet américaine publiée sous le numéro 2016/0149263 A1 a également démontré que les électrolytes incluant un mélange de solvants comprenant un carbonate cyclique et un ou plusieurs carbonates acycliques ainsi que du LiFSI en tant que sel conducteur améliorent substantiellement les performances à basse température des batteries lithium-ion (BLIs), notamment à des températures inférieures à 0 °C.

Cependant, il existe très peu de rapports portant sur les électrolytes comprenant des polymères à l'état solide incluant du LiFSI en tant que sel conducteur. Le brevet américain numéro 5,916,475 (Hydro-Québec) décrit un électrolyte polymère solide comprenant du LiFSI et démontre que la conductivité ionique et la stabilité électrochimique d’une batterie comprenant celui-ci sont considérablement améliorées grâce à l'utilisation de ce sel conducteur.

Dans un autre exemple, Judez et al., ont rapporté une amélioration considérable des performances de cyclage pour des batteries lithium-soufre (Li-S) tout solide utilisant des électrolytes polymères solides comprenant un polymère à base de poly(oxyde d’éthylène) (POE) et du LiFSI en comparaison avec des électrolytes conventionnels comprenant du bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI) dans une membrane polymère. Cela est dû à la stabilité améliorée de l’interface entre l’électrode négative composée de lithium métallique et l’électrolyte polymère solide à base de LiFSI (Judez et al., The Journal of Physical Chemistry Letters, 8.9 (2017): 1956-1960).

Par conséquent, il existe donc un besoin pour le développement d’électrolytes polymères solides pour des opérations à haute tension et excluant un ou plusieurs des inconvénients des électrolytes polymères solides conventionnels.

SOMMAIRE

Selon un aspect, la présente technologie concerne une composition polymérique comprenant un premier sel de lithium et au moins un sel de lithium supplémentaire dans un polymère aprotique, le premier sel de lithium étant du bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI).

Dans un mode de réalisation, le sel de lithium supplémentaire est choisi parmi l’hexafluorophosphate de lithium (LiPFe), le bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI), le (fluorosulfonyl)(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (Li(FSI)(TFSI)), le 2- trifluorométhyl-4,5-dicyanoimidazolate de lithium (LiTDI), le 4,5-dicyano-1 ,2,3-triazolate de lithium (LiDCTA), le bis(pentafluoroéthylsulfonyl)imidure de lithium (LiBETI), le difluorophosphate de lithium (LiDFP), 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 (UCIO4), l’hexafluoroarsénate de lithium (LiAsFe), le trifluorométhanesulfonate de lithium (USO3CF3) (LiTf), le fluoroalkylphosphate de lithium Li[PF ₃ (CF ₂ CF3)3] (LiFAP), le tétrakis(trifluoroacétoxy)borate de lithium Li[B(OCOCF ₃ ) ₄ ] (LiTFAB), le bis(1 ,2-benzenediolato(2-)-0,0')borate de lithium ϋ[B(0 _q 0 ₂ ) ₂ ] (LBBB), le difluoro(oxalato)borate de lithium (LiBF ₂ (C ₂ 0 ₄ )) (LiFOB), un sel de lithium de formule LiBF ₂ 0 ₄ R ^x , dans laquelle R ^x est un groupe C ₂ -C4alkyle et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, le sel de lithium supplémentaire est le 2-trifluorométhyl-4,5-dicyanoimidazolate de lithium (LiTDI), le bis(oxalato)borate de lithium (LiBOB), un sel de lithium de formule LiBF ₂ 0 ₄ R ^x , dans laquelle R ^x est un groupe C ₂ -C4alkyle, le 4,5-dicyano-1 ,2,3-triazolate de lithium (LiDCTA), le bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI), le tétrafluoroborate de lithium (L1BF4), ou l’hexafluorophosphate de lithium (LiPFe). Dans un autre mode de réalisation, le sel de lithium supplémentaire est une combinaison d’au moins deux sels de lithium. Dans un autre mode de réalisation, le rapport molaire LiFSI :sel de lithium supplémentaire est compris dans l’intervalle allant d’environ 0,2 à environ 20, ou allant d’environ 0,5 à environ 15, ou allant d’environ 0,5 à environ 14, ou allant d’environ 0,5 à environ 13, ou allant d’environ 0,5 à environ 12, ou allant d’environ 0,5 à environ 11 , ou allant d'environ 0,5 à environ 10, ou allant d'environ 1 à environ 10, ou allant d'environ 1 à environ 5, bornes supérieures et inférieures incluses. Selon un exemple, le rapport molaire LiFSI :sel de lithium supplémentaire est compris dans l’intervalle allant d’environ 1 à environ 10, bornes supérieure et inférieure incluses. Selon un autre exemple, le rapport molaire LiFSI :sel de lithium supplémentaire est compris dans l’intervalle allant d’environ 1 à environ 5, bornes supérieure et inférieure incluses. Dans un autre mode de réalisation, le polymère aprotique est une couche de polymère à l’état solide, ou une couche composée d’un mélange polymère-céramique, ou un polymère-céramique dans une configuration couche par couche. Dans un autre mode de réalisation, le polymère aprotique est choisi parmi un polymère de type polyéther, un polycarbonate et un polyester. Dans un autre mode de réalisation, le polymère aprotique comprend un copolymère séquencé composé d’au moins un segment de solvatation d’ions lithium et éventuellement d’au moins un segment réticulable. Dans un autre mode de réalisation, le segment de solvatation d’ions lithium est choisi parmi les homo- ou copolymères ayant des unités répétitives de Formule (I): (CH ₂ -CH-0) _x -

R

Formule (I) dans laquelle,

R est choisi parmi un atome d’hydrogène et un groupe CrCioalkyle ou -(CH ₂ -0-R ^a R ^b ); R ^a est (CH ₂ -CH ₂ -0) _y ;

R ^b est choisi parmi un atome d’hydrogène et un groupe CrCioalkyle;

x est un nombre entier choisi dans l’intervalle de 10 à 200 000; et

y est un nombre entier choisi dans l’intervalle de 0 à 10.

Dans un autre mode de réalisation, le segment réticulable est présent et est un segment de polymère comprenant au moins un groupement fonctionnel réticulable de façon multidimensionnelle par irradiation ou traitement thermique. Dans un autre mode de réalisation, la concentration en ions lithium provenant du LiFSI et du sel de lithium supplémentaire est telle que le rapport [0]/[Li ⁺ ], dans lequel [O] est le nombre d'atomes d'oxygène dans le polymère aprotique se situe entre environ 4/1 et environ 40/1 , ou entre environ 10/1 et environ 35/1 , ou entre environ 15/1 et environ 35/1 , ou entre environ 20/1 et environ 35/1 , ou entre environ 25/1 et environ 30/1 , bornes supérieures et inférieures incluses. Par exemple, le rapport [0]/[Li ⁺ ] est d'environ 30/1.

Dans un autre mode de réalisation, la composition polymérique comprend en outre un additif. Selon un exemple, l’additif est choisi parmi les matériaux conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre, les particules de céramique, les nano céramiques et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Selon un autre exemple, l’additif est choisi parmi les composés de type NASICON, LISICON, thio-LiSICON, les grenats, les oxydes, les sulfures, les halogénures de soufre, les phosphates et les thio-phosphates. Par exemple, la conductivité ionique de l’additif et d'au moins 10 ⁴ S/cm à une température de 25 °C.

Dans un autre mode de réalisation, la composition polymérique comprend en outre un liquide ionique. Selon un exemple, le liquide ionique comprend un cation choisi parmi l'ion imidazolium, l’ion pyridinium, l’ion pyrrolidinium, l’ion pipéridinium, l’ion phosphonium, l’ion sulfonium et l’ion morpholinium. Par exemple, le liquide ionique comprend un cation choisi parmi le 1 -éthyl-3- méthylimidazolium (EMI), le 1-méthyl-1-propylpyrrolidinium (PY13+), le 1 -butyl-1 - méthylpyrrolidinium (PY14+), le n-propyl-n-méthylpipéridinium (PP13+) et le n-butyl-n- méthylpipéridinium (PP14+). Selon un exemple, le liquide ionique comprend un anion choisi parmi le groupe constitué de l’anion PF ₆ , BF4 , AsF ₆ , CIO4 , CF3SO3, (CF ₃ S0 ₂ ) ₂ N (TFSI), (FS0 ₂ ) ₂ N (FSI), (FS0 ₂ )(CF ₃ S0 ₂ )N-, (C ₂ F _S S0 ₂ ) ₂ N- (BETI), P0 ₂ F ₂ - (DFP), le 2-trifluorométhyl-4,5-dicyano- imidazolate (TDI), le 4,5-dicyano-1 ,2,3-triazolate (DCTA), le bis(oxalato)borate (BOB) et d’un anion de formule (BF ₂ 0 ₄ R ^X ) , dans laquelle R ^x est un groupe C ₂ -4alkyle.

Dans un autre mode de réalisation, la composition polymérique comprend en outre un solvant aprotique ayant un point d'ébullition supérieur à 150 °C. Par exemple, le solvant aprotique est choisi parmi le groupe constitué du carbonate d'éthylène (EC), du carbonate de propylène (PC), de la y-butyrolactone (g-BL), du polyéthylène glycol diméthyl éther (PEGDME), du diméthylsulfoxyde (DMSO), du carbonate de vinylène (VC), du carbonate de vinyléthylène (VEC), du sulfite de 1 ,3-propylène, du 1 ,3-propane sultone (PS), du phosphate de triéthyle (TEPa), du phosphite de triéthyle (TEPi), du phosphate de triméthyle (TMPa), du phosphite de triméthyle (TMPi), du méthylphosphonate de diméthyle (DMMP), de l’éthylphosphonate de diéthyle (DEEP), du phosphate de tris(trifluoroéthyle) (TFFP) et du carbonate de fluoroéthylène (FEC).

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 un liant pour matériau d’électrode. Par exemple, la composition polymérique est utilisée dans une cellule électrochimique.

Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une composition d’électrolyte polymère solide comprenant un premier sel de lithium et au moins un sel de lithium supplémentaire dans un polymère aprotique, le premier sel de lithium étant du bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI).

Dans un mode de réalisation, le sel de lithium supplémentaire est choisi parmi l’hexafluorophosphate de lithium (LiPFe), le bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI), le (fluorosulfonyl)(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (Li(FSI)(TFSI)), le 2- trifluorométhyl-4,5-dicyanoimidazolate de lithium (LiTDI), le 4,5-dicyano-1 ,2,3-triazolate de lithium (LiDCTA), le bis(pentafluoroéthylsulfonyl)imidure de lithium (LiBETI), le difluorophosphate de lithium (LiDFP), 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 (UCIO4), l’hexafluoroarsénate de lithium (LiAsFe), le trifluorométhanesulfonate de lithium (USO3CF3) (LiTf), le fluoroalkylphosphate de lithium U[PF ₃ (CF ₂ CF3)3] (LiFAP), le tétrakis(trifluoroacétoxy)borate de lithium Li[B(OCOCF ₃ ) ₄ ] (LiTFAB), le bis(1 ,2-benzenediolato(2-)-0,0')borate de lithium ϋ[B(O _q q2)2] (LBBB), le difluoro(oxalato)borate de lithium (LiBF2(C2C>4)) (LiFOB), un sel de lithium de formule LiBF2C>4R ^x , dans laquelle R ^x est un groupe C2-C4alkyle et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, le sel de lithium supplémentaire est le 2-trifluorométhyl-4,5-dicyanoimidazolate de lithium (LiTDI), le bis(oxalato)borate de lithium (LiBOB), un sel de lithium de formule LiBF ₂ 0 ₄ R ^x , dans laquelle R ^x est un groupe C2-C4alkyle, le 4,5-dicyano-1 ,2,3-triazolate de lithium (LiDCTA), le bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI), le tétrafluoroborate de lithium (L1BF4), ou l’hexafluorophosphate de lithium (LiPFe). Dans un autre mode de réalisation, le sel de lithium supplémentaire est une combinaison d’au moins deux sels de lithium.

Dans un autre mode de réalisation, le rapport molaire LiFSI :sel de lithium supplémentaire est compris dans l’intervalle allant d’environ 0,2 à environ 20, ou allant d’environ 0,5 à environ 15, ou allant d’environ 0,5 à environ 14, ou allant d’environ 0,5 à environ 13, ou allant d’environ 0,5 à environ 12, ou allant d’environ 0,5 à environ 11 , ou allant d'environ 0,5 à environ 10, ou allant d'environ 1 à environ 10, ou allant d'environ 1 à environ 5, bornes supérieures et inférieures incluses. Selon un exemple, le rapport molaire LiFSI :sel de lithium supplémentaire est compris dans l’intervalle allant d’environ 1 à environ 10, bornes supérieure et inférieure incluses. Selon un autre exemple, le rapport molaire LiFSI :sel de lithium supplémentaire est compris dans l’intervalle allant d’environ 1 à environ 5, bornes supérieure et inférieure incluses.

Dans un autre mode de réalisation, le polymère aprotique est une couche de polymère à l’état solide, ou une couche composée d’un mélange polymère-céramique, ou un polymère-céramique dans une configuration couche par couche. Dans un autre mode de réalisation, le polymère aprotique est choisi parmi un polymère de type polyéther, un polycarbonate et un polyester. Dans un autre mode de réalisation, le polymère aprotique comprend un copolymère séquencé composé d’au moins un segment de solvatation d’ions lithium et éventuellement d’au moins un segment réticulable. Dans un autre mode de réalisation, le segment de solvatation d’ions lithium est choisi parmi les homo- ou copolymères ayant des unités répétitives de Formule (I):

-(CH ₂ -ÇH-0) _x -

R

Formule (I) dans laquelle,

R est choisi parmi un atome d’hydrogène, et un groupe CrCioalkyle ou -(CH ₂ -0-R ^a R ^b ); R ^a est (CH ₂ -CH ₂ -0) _y ;

R ^b est choisi parmi un atome d’hydrogène et un groupe CrCioalkyle;

x est un nombre entier choisi dans l’intervalle de 10 à 200 000; et

y est un nombre entier choisi dans l’intervalle de 0 à 10.

Dans un autre mode de réalisation, le segment réticulable est présent et est un segment de polymère comprenant au moins un groupement fonctionnel réticulable de façon multidimensionnelle par irradiation ou traitement thermique.

Dans un autre mode de réalisation, la concentration en ions lithium provenant du LiFSI et du sel de lithium supplémentaire est telle que le rapport [0]/[Li ⁺ ], dans lequel [O] est le nombre d'atomes d'oxygène dans le polymère aprotique se situe entre environ 4/1 et environ 40/1 , ou entre environ 10/1 et environ 35/1 , ou entre environ 15/1 et environ 35/1 , ou entre environ 20/1 et environ 35/1 , ou entre environ 25/1 et environ 30/1 , bornes supérieures et inférieures incluses. Par exemple, le rapport [0]/[Li ⁺ ] est d'environ 30/1.

Dans un autre mode de réalisation, la composition d’électrolyte polymère solide comprend en outre un additif. Selon un exemple, l’additif est choisi parmi les matériaux conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre, les particules de céramique, les nano céramiques et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Selon un autre exemple, l’additif est choisi parmi les composés de type NASICON, LISICON, thio-LiSICON, les grenats, les oxydes, les sulfures, les halogénures de soufre, les phosphates et les thio-phosphates. Par exemple, la conductivité ionique de l’additif et d'au moins 10 ⁴ S/cm à une température de 25 °C.

Dans un autre mode de réalisation, la composition d’électrolyte polymère solide comprend en outre un liquide ionique. Selon un exemple, le liquide ionique comprend un cation choisi parmi l'ion imidazolium, l’ion pyridinium, l’ion pyrrolidinium, l’ion pipéridinium, l’ion phosphonium, l’ion sulfonium et l’ion morpholinium. Par exemple, le liquide ionique comprend un cation choisi parmi le 1-éthyl-3-méthylimidazolium (EMI), le 1-méthyl-1-propylpyrrolidinium (PY13+), le 1-butyl-1- méthylpyrrolidinium (PY14+), le n-propyl-n-méthylpipéridinium (PP13+) et le n-butyl-n- méthylpipéridinium (PP14+). Selon un exemple, le liquide ionique comprend un anion choisi parmi le groupe constitué de l’anion PF ₆ , BF4 , AsF ₆ , CIO4 , CF3SO3, (CF ₃ S0 ₂ ) ₂ N (TFSI), (FS0 ₂ ) ₂ N (FSI), (FS0 ₂ )(CF ₃ S0 ₂ )N-, (C ₂ F ₅ S0 ₂ ) ₂ N- (BETI), P0 ₂ F ₂ - (DFP), le 2-trifluorométhyl-4,5- dicyanoimidazolate (TDI), le 4,5-dicyano-1 ,2,3-triazolate (DCTA), le bis(oxalato) borate (BOB) et d’un anion de formule (BF ₂ 0 ₄ R ^X ) , dans laquelle R ^x est un groupe C ₂ -4alkyle.

Dans un autre mode de réalisation, la composition d’électrolyte polymère solide comprend en outre un solvant aprotique ayant un point d'ébullition supérieur à 150 °C. Par exemple, le solvant aprotique est choisi parmi le groupe constitué du carbonate d'éthylène (EC), du carbonate de propylène (PC), de la y-butyrolactone (g-BL), du polyéthylène glycol diméthyl éther (PEGDME), du diméthylsulfoxyde (DMSO), du carbonate de vinylène (VC), du carbonate de vinyléthylène (VEC), du sulfite de 1 ,3-propylène, du 1 ,3-propane sultone (PS), du phosphate de triéthyle (TEPa), du phosphite de triéthyle (TEPi), du phosphate de triméthyle (TMPa), du phosphite de triméthyle (TMPi), du méthylphosphonate de diméthyle (DMMP), de l’éthylphosphonate de diéthyle (DEEP), du phosphate de tris(trifluoroéthyle) (TFFP) et du carbonate de fluoroéthylène (FEC). Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un électrolyte polymère solide comprenant une composition d’électrolyte polymère solide telle qu’ici définie.

Dans un mode de réalisation, l’électrolyte polymère solide est sous la forme d’un film mince comprenant au moins une couche électrolytique incluant la composition d’électrolyte polymère solide.

Dans un mode de réalisation, l’électrolyte polymère solide comprend en outre une couche conductrice d’ions déposée sur la couche électrolytique.

Dans un autre mode de réalisation, la composition d’électrolyte polymère solide de l’électrolyte polymère solide comprend un additif tel qu’ici défini, ledit additif étant substantiellement dispersé dans la couche électrolytique.

Dans un autre mode de réalisation, la composition d’électrolyte polymère solide de l’électrolyte polymère solide comprend un additif tel qu’ici défini, ledit additif étant substantiellement dispersé dans la couche conductrice d’ions.

Dans un autre mode de réalisation, l’électrolyte polymère solide a une épaisseur se situant entre environ 10 pm et environ 200 pm, ou entre environ 10 pm et environ 175 pm, ou entre environ 10 pm et environ 150 pm, ou entre environ 10 pm et environ 125 pm, ou entre environ 10 pm et environ 100 pm, ou entre environ 10 pm et environ 75 pm, ou entre environ 10 pm et environ 50 pm, ou entre environ 10 pm et environ 25 pm, bornes supérieures et inférieures incluses. Par exemple, l’électrolyte polymère solide a une épaisseur d’environ 25 pm. Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un matériau d’électrode comprenant un matériau électrochimiquement actif et un liant comprenant une composition polymérique telle qu’ici définie.

Dans un mode de réalisation, le matériau électrochimiquement actif est sous forme de particules. Par 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. Par 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 un matériau conducteur électronique. Par 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 un additif. Par exemple, l’additif est choisi parmi les matériaux conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre, les particules de céramique, les nano céramiques et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, l’additif est choisi parmi les composés de type NASICON, LISICON, thio-LiSICON, les grenats, les oxydes, les sulfures, les halogénures de soufre, les phosphates, les thio-phosphates et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci.

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 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, dans laquelle l’électrolyte comprend une composition d’électrolyte polymère solide 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.

Dans un mode de réalisation, le matériau électrochimiquement actif est sous forme de particules. Par 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. Par 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 un matériau conducteur électronique. Par 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 un additif. Par exemple, l’additif est choisi parmi les matériaux conducteurs ioniques, les particules inorganiques, les particules de verre, les particules de céramique, les nano céramiques et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, l’additif est choisi parmi les composés de type NASICON, LISICON, thio-LiSICON, les grenats, les oxydes, les sulfures, les halogénures de soufre, les phosphates, les thio-phosphates et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, l’additif est du LiFSI. Dans un autre mode de réalisation, le matériau d’électrode comprend en outre un liant. Par exemple, le liant est choisi parmi le groupe constitué d’un liant polymère de type polyéther, polycarbonate ou polyester, d’un polymère fluoré et d’un liant soluble dans l’eau.

Dans un autre mode de réalisation, la cellule électrochimique comprend en outre un sel de lithium supplémentaire distribué de manière substantiellement uniforme dans un séparateur et/ou dans le matériau d’électrode positive.

Dans un autre mode de réalisation, l’électrode négative est un film de métal alcalin ou un film d’un alliage comprenant un métal alcalin. Par exemple, l’électrode négative est un film de lithium métallique ou un film d’un alliage de lithium métallique.

Dans un autre mode de réalisation, la cellule électrochimique comprend en outre un séparateur. Dans un autre mode de réalisation, la cellule électrochimique comprend en outre du LiFSI et au moins un sel de lithium supplémentaire distribué de manière substantiellement uniforme dans le séparateur.

Selon un autre aspect, la présente technologie concerne une batterie comprenant au moins une cellule électrochimique telle qu’ici définie. Par exemple, ladite batterie est 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 autre aspect, la présente technologie concerne un procédé de préparation d’une cellule électrochimique telle qu’ici définie, le procédé comprenant une étape de fabrication d'un électrolyte polymère solide et/ou d’une électrode positive, ladite étape comprenant une étape d’enduction d’une composition d’électrolyte polymère solide ou d’un matériau d’électrode effectuée par un au moins 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 ou d’enduction fente.

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape d'extrusion effectuée à une température inférieure à 220 °C.

Dans un autre mode de réalisation, l’étape de fabrication d'un électrolyte polymère solide et/ou d’une électrode positive comprend en outre une étape de préparation d'une suspension d’une composition d’électrolyte polymère solide ou d’un matériau d’électrode positive dans un solvant.

Dans un mode de réalisation, l’étape de fabrication d'un électrolyte polymère solide et/ou d’une électrode positive comprend une étape d’enduction d’une composition d’électrolyte polymère solide ou d’un matériau d’électrode en phase liquide avant réticulation et excluant l’addition de solvant.

Selon un autre aspect, la présente technologie concerne un procédé de fabrication d’un électrolyte polymère solide tel qu’ici défini, le procédé comprenant une étape d’enduction d’une composition d’électrolyte polymère solide effectuée par un au moins 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 ou d’enduction fente.

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape d'extrusion effectuée à une température inférieure à 220 °C.

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de préparation d'une suspension d’une composition d’électrolyte polymère solide dans un solvant.

Dans un mode de réalisation, le procédé comprend une étape d’enduction d’une composition d’électrolyte polymère solide en phase liquide avant réticulation et excluant l’addition de solvant. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

La Figure 1 présente un profil de charge et de décharge pour la Cellule 1 , la charge et la décharge étant effectuées C/24, et enregistrées vs Li/Li ⁺ à une température de 25 °C, tel que décrit à l'Exemple 11 (a). La Figure 2 présente un graphique représentant l'impédance spécifique de surface (ASI) (Ohm. cm ² ) en fonction du nombre de cycles. L'impédance spécifique de surface a été enregistrée à une température de 50 °C et à une profondeur de décharge (DOD) de 50 % pour une impulsion de courant de 1s (cercles noirs), 5s (cercles blancs), 10s (carrés noirs) et 30s (carrés blancs) tous les dix cycles pour la Cellule 2, tel que décrit à l'Exemple 11 (b). La Figure 3 présente un graphique représentant l'impédance spécifique de surface (ASI) (Ohm. cm ² ) en fonction du nombre de cycles. L'impédance spécifique de surface a été enregistrée à une température de 50 °C et à une profondeur de décharge (DOD) de 50 % pour une impulsion de courant de 1s (cercles noirs), 5s (cercles blancs), 10s (carrés noirs) et 30s (carrés blancs) tous les dix cycles pour la Cellule 3, tel que décrit à l'Exemple 11 (b). La Figure 4 présente les voltammogrammes cycliques enregistrés à une vitesse de balayage de 0,5 mV.s ¹ pour les électrolytes polymères à état solide tels que décrits aux Exemples 2, 3, 4 et 5. Les résultats de voltampérométrie cyclique ayant été obtenus en utilisant des conditions expérimentales telles que décrites à l'exemple 11 (c).

La Figure 5 présente un graphique représentant la rétention de la capacité (%) en fonction du nombre de cycles, c’est-à-dire une courbe de vieillissement. Les résultats ont été enregistrés entre 4,2 V et 3 V vs Li/Li ⁺ à une température de 25°C pour les Cellules 1 , 6, 7, 8, 9 et 10, tel que décrit à l'exemple 11 (d).

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, il signifie dans la région de, ou autour de. Par exemple, lorsque les termes « approximativement » ou « environ » sont utilisés en lien avec une valeur numérique, ils la modifient au-dessus et au- dessous par une variation de 10% par rapport à la valeur nominale. Ce terme peut également tenir compte, par exemple, de l'erreur expérimentale d'un appareil de mesure ou de l’arrondissement.

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 « Ci-C _n alkyle » et « Cr C _n alkylène » réfèrent respectivement à un groupement alkyle ou alkylène ayant de 1 au nombre « n » d’atomes de carbone.

Lorsqu’un intervalle de valeurs est mentionné dans la présente demande, les bornes inférieures et supérieures de l'intervalle sont, à moins d'indications contraires, toujours incluses dans la définition.

La présente technologie concerne une composition polymérique comprenant un sel de lithium et au moins un composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium dans un polymère aprotique, le sel de lithium étant du bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI).

Selon un exemple, le composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium peut être choisi parmi le groupe constitué des verres, des céramiques et des vitrocéramiques comprenant des atomes lithium. Par exemple, le composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium peut être une céramique comprenant des atomes de lithium. Par exemple, la céramique comprenant des atomes de lithium peut être une céramique comprenant un phosphate de lithium, d’aluminium et de germanium (LAGP). Selon une variante d’intérêt, le composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium est un LAGP de formule de Lii _,3 Alo _,3 Gei _,7 (P0 ₄ ) ₃ . Selon un autre exemple, le sel de lithium est un premier sel de lithium et le composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium est un sel de lithium supplémentaire étant différent du premier sel de lithium.

La présente technologie concerne donc également une composition polymérique comprenant un premier sel de lithium et au moins un sel de lithium supplémentaire dans un polymère aprotique, le premier sel de lithium étant du bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI).

Selon un exemple, la composition polymérique telle qu’ici définie est une composition d’électrolyte polymère solide. Selon une variante d’intérêt, 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. Selon une variante d’intérêt, la composition polymérique telle qu’ici définie peut être utilisée en tant que composante d’un séparateur. Par exemple, la composition polymérique telle qu’ici définie peut être utilisée dans une cellule électrochimique, notamment dans une batterie tout solide.

Selon un autre exemple, le premier sel de lithium peut jouer le rôle de conducteur ionique principal et le composé ionique et/ou le sel de lithium supplémentaire peuvent améliorer considérablement la stabilité de l'interface électrode-électrolyte dans une cellule électrochimique, le sel de lithium supplémentaire étant différent du premier sel.

Des exemples non limitatifs de sels de lithium supplémentaires incluent l’hexafluorophosphate de lithium (LiPFe), le bis(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI), le

(fluorosulfonyl)(trifluorométhanesulfonyl)imidure de lithium (Li(FSI)(TFSI)), le 2-trifluorométhyl- 4,5-dicyanoimidazolate de lithium (LiTDI), le 4,5-dicyano-1 ,2,3-triazolate de lithium (LiDCTA), le bis(pentafluoroéthylsulfonyl)imidure de lithium (LiBETI), le difluorophosphate de lithium (LiDFP), 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[PF ₃ (CF ₂ CF3)3] (LiFAP), le tétrakis(trifluoroacétoxy)borate de lithium Li[B(OCOCF ₃ ) ₄ ] (LiTFAB), le bis(1 ,2-benzenediolato(2-)-0,0')borate de lithium ϋ[B(0 _q 0 ₂ ) ₂ ] (LBBB), le difluoro(oxalato)borate de lithium (LiBF ₂ (C ₂ C>4)) (LiFOB), un sel de lithium de formule LiBF ₂ C>4R ^x (dans laquelle R ^x est un groupe C ₂ -C4alkyle) et leurs combinaisons. Selon une variante d'intérêt, le sel de lithium supplémentaire est choisi parmi le LiTDI, le LiBOB, un sel de lithium de formule LiBF2C>4R ^x (dans laquelle R ^x est un groupe C2-C4alkyle), le LiDCTA, le LiTFSI, le L1BF4 et le LiPF ₆ .

Selon un autre exemple, le rapport molaire LiFSI :sel de lithium supplémentaire de la composition polymérique peut être compris dans l’intervalle allant d'environ 0,2 à environ 20, bornes supérieures et inférieures incluses. Par exemple, le rapport molaire LiFSI :sel de lithium supplémentaire de la composition polymérique peut être compris dans l’intervalle allant d'environ 0,5 à environ 15, ou d'environ 0,5 à environ 14, ou d'environ 0,5 à environ 13, ou d'environ 0,5 à environ 12, ou d'environ 0,5 à environ 11 , ou d'environ 0,5 à environ 10, ou d'environ 1 à environ 10, ou d'environ 1 à environ 5, bornes supérieures et inférieures incluses. Selon une variante d'intérêt, le rapport molaire LiFSI :sel de lithium supplémentaire de la composition polymérique peut être compris dans l’intervalle allant d'environ 1 à environ 5, bornes supérieures et inférieures incluses.

Selon un autre exemple, le rapport molaire LiFSI:composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium de la composition polymérique peut être compris dans l’intervalle allant d'environ 0,2 à environ 20, bornes supérieures et inférieures incluses. Par exemple, le rapport molaire LiFSI :composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium de la composition polymérique peut être compris dans l’intervalle allant d'environ 0,5 à environ 15, ou d'environ 0,5 à environ 14, ou d'environ 0,5 à environ 13, ou d'environ 0,5 à environ 12, ou d'environ 0,5 à environ 11 , ou d'environ 0,5 à environ 10, ou d'environ 1 à environ 10, ou d'environ 1 à environ 5, bornes supérieures et inférieures incluses. Selon une variante d'intérêt, le rapport molaire LiFSI :composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium de la composition polymérique peut être compris dans l’intervalle allant d'environ 1 à environ 5, bornes supérieures et inférieures incluses.

Selon un autre exemple, le polymère aprotique de la composition polymérique peut être basé sur un polymère, un mélange polymère-céramique ou un polymère-céramique dans une configuration couche par couche. Par exemple, le polymère aprotique de la composition polymérique est un polymère communément utilisé en tant qu’électrolyte polymère solide et se retrouve sous la forme d’une couche de polymère à l’état solide, d’une couche composée d’un mélange polymère-céramique ou de polymère-céramique dans une configuration couche par couche. Tout type de polymère communément utilisé en tant qu’électrolyte polymère solide compatible connu est envisagé. Le polymère aprotique peut être choisi pour sa compatibilité avec les divers éléments d’une cellule électrochimique, par exemple, pour sa compatibilité avec le lithium. Par exemple, les polymères communément utilisés comme électrolyte polymère solide comprennent généralement un ou plusieurs polymère(s) polaire(s) solide(s), éventuellement réticulé(s), ainsi qu’au moins un sel de lithium (par exemple tel que défini ci-dessus). Par exemple, les sels tels que définis ci-dessus peuvent être dissous dans un polymère de type polyéther, tels que ceux à base de poly(oxyde d’éthylène) (POE) et/ou de polycarbonate et/ou de poly (e- caprolactone) et/ou d'un autre polyester. Selon un exemple, le polymère aprotique peut éventuellement être réticulé. Des exemples de tels polymères comprennent les polymères ramifiés, par exemple, des polymères en étoile ou des polymères en peigne tels que ceux décrits dans la demande de brevet PCT publiée sous le numéro W02003/063287 (Zaghib et al.). Selon une variante d’intérêt, le polymère aprotique peut être un homopolymère ou un copolymère tels que ceux décrits dans la demande de brevet PCT publiée sous le numéro WO2014/201568 (Zaghib et al.).

Selon un autre exemple, le polymère aprotique de la composition polymérique peut inclure un copolymère séquencé composé d’au moins un segment de solvatation d’ions lithium et éventuellement d’au moins un segment réticulable. Préférablement, le segment de solvatation d’ions lithium est choisi parmi les homo- ou copolymères ayant des unités répétitives de Formule

(I):

-{CH ₂ -ÇH-0) _x -

R

Formule (I) dans laquelle,

R est choisi parmi un atome d’hydrogène, et un groupe CrCioalkyle ou -(CH ₂ -0-R ^a R ^b ); R ^a est (CH ₂ -CH ₂ -0) _y ;

R ^b est choisi parmi un atome d’hydrogène et un groupe CrCioalkyle;

x est un nombre entier choisi dans l’intervalle de 10 à 200 000; et

y est un nombre entier choisi dans l’intervalle de 0 à 10.

Selon un autre exemple, le segment réticulable du copolymère est un segment de polymère comprenant au moins un groupement fonctionnel réticulable de façon multidimensionnelle par irradiation ou traitement thermique. Selon un autre exemple, la composition polymérique peut comprendre en outre un liquide ionique. Par exemple, le liquide ionique s’il est présent dans la composition polymérique est composé d’un cation et d’un anion. Tous types de cation et d’anion compatibles sont envisagés. Par exemple, le cation du liquide ionique peut être choisi parmi les cations de type dialkylimidazolium, tétraalkylammonium, tétraalkylphosphonium et alkylpyridinium. Par exemple, le cation du liquide ionique peut être choisi parmi l'ion imidazolium, l’ion pyridinium, l’ion pyrrolidinium, l’ion pipéridinium, l’ion phosphonium, l’ion sulfonium et l’ion morpholinium. Par exemple, le cation du liquide ionique peut également être choisi parmi le 1-éthyl-3-méthylimidazolium (EMI), le 1- méthyl-1-propylpyrrolidinium (PY13+), le 1-butyl-1-méthylpyrrolidinium (PY14+), le n-propyl-n- méthylpipéridinium (PP13+) et le n-butyl-n-méthylpipéridinium (PP14+). Par exemple, l'anion du liquide ionique peut être choisi parmi PF ₆ , BF4 , AsF ₆ , CIO4 , CF3SO3, (CF ₃ S0 ₂ ) ₂ N (TFSI), (FS0 ₂ ) N- (FSI), (FS0 ₂ )(CF ₃ S0 ₂ )N-, (C ₂ F ₅ S0 ₂ ) ₂ N- (BETI), P0 ₂ F ₂ - (DFP), le 2-trifluorométhyl-4,5- dicyanoimidazolate (TDI), le 4,5-dicyano-1 ,2,3-triazolate (DCTA), le bis(oxalato) borate (BOB) et un anion de formule (BF ₂ 0 ₄ R ^X ) , dans laquelle R ^x est un groupe C ₂ -4alkyle.

Selon un autre exemple, la composition polymérique peut en outre comprendre un solvant, par exemple, un solvant aprotique ayant un point d'ébullition supérieur à 150 °C. Des exemples non limitatifs de solvants comprennent le carbonate d'éthylène (EC), le carbonate de propylène (PC), la y-butyrolactone (g-BL), le polyéthylène glycol diméthyl éther (PEGDME), le diméthylsulfoxyde (DMSO), le carbonate de vinylène (VC), le carbonate de vinyléthylène (VEC), le sulfite de 1 ,3- propylène, le 1 ,3-propane sultone (PS), le phosphate de triéthyle (TEPa), le phosphite de triéthyle (TEPi), le phosphate de triméthyle (TMPa), le phosphite de triméthyle (TMPi), le méthylphosphonate de diméthyle (DMMP), l’éthylphosphonate de diéthyle (DEEP), le phosphate de tris(trifluoroéthyle) (TFFP), le carbonate de fluoroéthylène (FEC) et leurs mélanges.

Selon un autre exemple, la concentration en ions lithium (provenant du LiFSI et du composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou du sel de lithium supplémentaire) dans composition polymérique lorsque la cellule électrochimique a atteint l'équilibre peut être exprimée selon la formule suivante [0]/[Li ⁺ ], dans laquelle [O] représente le nombre d'atomes d'oxygène dans le polymère aprotique. Par exemple, la concentration en ions lithium dans l’électrolyte polymère solide lorsque la cellule électrochimique a atteint l'équilibre peut être comprise entre environ 8/1 et environ 40/1 , bornes supérieures et inférieures incluses. Plus particulièrement compris entre environ 10/1 et environ 35/1 , ou entre environ 15/1 et environ 35/1 , ou entre environ 20/1 et environ 35/1 , ou entre environ 25/1 et environ 30/1 , bornes supérieures et inférieures incluses. Selon une variante d'intérêt, [0]/[Li ⁺ ] peut être d'environ 30/1.

Selon un autre exemple, la composition polymérique peut éventuellement inclure en outre 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), leurs combinaisons et autres additifs similaires. Par exemple, l'additif peut être choisi pour sa conductivité ionique élevée et peut notamment être ajouté afin d’améliorer la conduction des ions lithium. Par exemple, la conductivité ionique à température ambiante (25 °C) peut être d'au moins 10 ^-4 S/cm. Par exemple, l’additif peut être un conducteur ionique choisi parmi les composés de type NASICON, LISICON, thio-LiSICON, les grenats (« garnet » en anglais), les oxydes, les sulfures, les halogénures de soufre, les phosphates, les thio-phosphates, de forme cristalline et/ou amorphe, et leurs combinaisons. Selon une variante d'intérêt, l'additif est un composé possédant une structure crystalline de type NASICON et est de formule Lii, ₃ Alo,3Gei, ₇ (P04)3 (LAGP).

La présente technologie concerne également une composition d’électrolyte polymère solide comprenant la composition polymérique telle qu’ici définie.

La présente technologie concerne également un électrolyte polymère solide comprenant la composition polymérique telle qu’ici définie (c’est-à-dire comprenant un premier sel de lithium et au moins un composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou un sel de lithium supplémentaire dans un polymère aprotique tels qu’ici définis, le premier sel de lithium étant du LiFSI).

Selon un 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. Par exemple, les composantes additionnelles ou les additifs 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.

Selon un autre exemple, l’électrolyte polymère solide a une épaisseur d’environ 10 pm à environ 200 pm, bornes supérieures et inférieures incluses. Par exemple, l’électrolyte polymère solide a une épaisseur d’environ 10 pm à environ 175 pm, ou d’environ 10 pm à environ 150 pm, ou d’environ 10 pm à environ 125 pm, ou d’environ 10 pm à environ 100 pm, ou d’environ 10 pm à environ 75 pm, ou d’environ 10 pm à environ 50 pm, ou d’environ 10 pm à environ 25 pm, bornes supérieures et inférieures incluses. Par exemple, l’électrolyte polymère solide a une épaisseur d’environ 25 pm.

La présente technologie concerne également un procédé de fabrication d'un électrolyte polymère solide tel que défini dans le présent document. Ce procédé comprend une étape d’enduction (aussi appelée épandage) de la composition polymérique, ladite étape d’enduction s’effectuant, par exemple, par au moins une méthode d’enduction à la racle (« doctor-blade coating » en anglais), une méthode d’enduction à intervalle de transfert (« comma coating » en anglais), une méthode d’enduction à intervalle de transfert inversé « reverse-comma coating »), une méthode d'impression telle que la gravure (« gravure coating » en anglais), ou une méthode d’enduction fente (« slot-die coating » en anglais). Selon un exemple, le procédé comprend au moins une étape d'extrusion effectuée à une température inférieure à 220 °C. Selon un autre exemple, le procédé de fabrication d'un électrolyte polymère solide peut comprendre une étape de préparation de la composition polymérique. L’étape de préparation de la composition polymérique peut comprendre une étape de préparation d'une suspension dans un solvant. Alternativement, la composition polymérique peut comprendre un polymère ou prépolymère (tel un macromonomère) en phase liquide avant réticulation et sans addition de solvant. Dans le cas d’un prépolymère, une étape de polymérisation précède ou accompagne l’étape de réticulation. Par exemple, le polymère et la composition polymérique deviennent solides après réticulation.

La présente technologie concerne également un matériau d’électrode comprenant la composition polymérique telle qu’ici définie (c’est-à-dire comprenant un premier sel de lithium et au moins un composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou un sel de lithium supplémentaire dans un polymère aprotique tels qu’ici définis, le premier sel de lithium étant du LiFSI) ainsi qu’un matériau électrochimiquement actif. Par exemple, le matériau d’électrode peut comprendre en outre au moins une composante additionnelle ou au moins une un additif ou au moins un matériau conducteur électronique. Par exemple, la composition polymérique peut servir de liant dans le matériau d'électrode. Selon une variante d'intérêt, le matériau d’électrode est un matériau d’électrode positive.

De manière similaire, la présente technologie concerne également des séparateurs comprenant la composition polymérique telle qu’ici définie (c’est-à-dire comprenant un premier sel de lithium et au moins un composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou un sel de lithium supplémentaire dans un polymère aprotique tels qu’ici définis, le premier sel étant du LiFSI) sont également envisagés.

La présente technologie concerne également une électrode comprenant le matériau d'électrode tel que défini ici sur un collecteur de courant (par exemple, en aluminium ou en cuivre). Alternativement, l’électrode peut être autosupportée.

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, de l’électrode positive et l’électrolyte comprend la composition polymérique telle qu’ici définie. Selon une variante d’intérêt, l’électrolyte comprend la composition polymérique telle qu’ici définie. Selon une alternative, l’électrode positive comprend la composition polymérique telle qu’ici définie. Selon une autre alternative, l’électrolyte et l’électrode positive comprennent 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, de 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 un autre exemple, le sel de lithium supplémentaire de la composition polymérique peut être distribué de manière substantiellement uniforme dans la cellule électrochimique. Alternativement, le sel de lithium supplémentaire de la composition polymérique peut être substantiellement localisé à l'interface électrode-électrolyte.

Selon un autre exemple, le composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium de la composition polymérique peut être distribué de manière substantiellement uniforme dans la cellule électrochimique. Alternativement, le composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium de la composition polymérique peut être substantiellement localisé à l'interface électrode-électrolyte.

Selon un autre exemple, l’électrode positive comprend un matériau d’électrode positive à haut voltage (supérieur à 4 V vs Li/Li ⁺ ).

Selon un autre exemple, le matériau électrochimiquement actif du matériau d’électrode peut être sous la forme de particules. Des exemples non limitatifs de matériaux électrochimiquement 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 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 leurs combinaisons.

Des exemples non limitatifs de matériaux électrochimiquement actifs incluent les titanates et les titanates de lithium (par exemple, PO2, L TiCh, LUTisO^, FhTisOn, H ₂ T1 ₄ O ₉ et leurs combinaisons), les phosphates de métal et les phosphates de métal lithié (par exemple, LiM'PC et M'PC , dans lesquelles 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, UV ₃ O ₈ , V ₂ O ₅ , UV ₂ O ₅ et similaires), et d'autres oxydes de métal et de lithium de formules LiMn ₂ 0 ₄ , LiM"C>2 (dans laquelle M" est choisi parmi Mn, Co, Ni et leurs combinaisons), Li (NiM"')C>2 (dans laquelle M'" est choisi parmi Mn, Co, Al, Fe, Cr, Ti, Zr, un métal similaire et leurs combinaisons), et leurs combinaisons lorsque compatibles. Selon une variante d'intérêt, le matériau électrochimiquement actif est de formule UM _x M' _y M" _z 0 ₂ , dans laquelle M, M'et M" sont chacun indépendamment choisis parmi Mn, Ni, Co, Cr, Fe et leurs combinaisons, x est un nombre tel que 0 £ x £ 1 ,0, y est un nombre tel que 0 £ y £ 1 ,0, z est un nombre tel que 0 £ z £ 1 ,0 et x + y + z = 1 ,0.

Par exemple, le matériau électrochimiquement actif peut être un oxyde contenant du manganèse tel que ceux décrits ci-dessus. Par exemple, un oxyde de manganèse et de lithium, dans lequel le manganèse peut être partiellement substitué par au moins un second métal comme un métal de transition. Par exemple, le matériau électrochimiquement actif est un oxyde de lithium, de nickel, de manganèse et de cobalt (NCM). Selon une variante d'intérêt, le matériau électrochimiquement actif est de formule LiNio _, 6Coo _, 2Mno _, 2C>2. Selon une autre variante d'intérêt, le matériau électrochimiquement actif est de formule LiNio _,33 Coo _,33 Mno _,33 C> ₂ .

Selon un autre exemple, le matériau électrochimiquement actif peut éventuellement être dopé avec d'autres éléments ou impuretés inclus en plus petites quantités, par exemple pour moduler ou optimiser ses propriétés électrochimiques. Le matériau électrochimiquement actif peut être dopé par la substitution partielle du métal (M) 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 et 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 un enrobage de carbone.

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 (telles que AI2O3, T1O2, S1O2 et d’autres composés similaires), des sels (par exemple, des sels de lithium) et d’autres additifs similaires. Par exemple, 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 leurs combinaisons. Selon une variante d'intérêt, l'additif comprend un composé de type NASICON et est de formule Lii _,3 Alo _,3 Gei _,7 (P0 ₄ ) ₃ (LAGP). Selon une autre variante d'intérêt, l'additif comprend un sel de lithium (par exemple, LiFSI).

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 une source de carbone telle que le noir de carbone, le carbone Ketjen ^MC , le carbone Super P ^MC , le noir d'acétylène, le carbone Shawinigan, le noir de carbone Denka ^MC , 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 (CNTs), et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Selon un exemple, le matériau conducteur électronique comprend du noir d'acétylène.

Selon un autre exemple, le matériau d'électrode tel qu’ici défini peut aussi comprendre en outre un liant. Par exemple, le liant est choisi pour sa compatibilité avec les différents éléments d’une cellule électrochimique. Tout liant compatible connu est envisagé. Par exemple, le liant peut être choisi parmi un liant polymère de type polyéther, polyester, polycarbonate, polymère fluoré et liant soluble dans l’eau (hydrosoluble). Selon un exemple, le liant est un polymère fluoré tel que le fluorure de polyvinylidène (PVdF) ou le polytétrafluoroéthylène (PTFE). Selon un autre exemple, le liant est un liant soluble dans l'eau tel que le caoutchouc styrène-butadiène (SBR), le caoutchouc acrylonitrile-butadiène (NBR), le NBR hydrogéné (HNBR), le caoutchouc d’épichlorohydrine (CHR), ou le caoutchouc d’acrylate (ACM), et comprenant éventuellement un agent épaississant tel que le carboxyméthylcellulose (CMC), ou un polymère tel que le poly(acide acrylique) (PAA), le poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) ou une combinaison de ceux-ci. Selon un autre exemple, le liant est un liant polymère de type polyéther. Par exemple, le liant polymère de type polyéther est linéaire, ramifié et/ou réticulé et est basé sur le poly(oxyde d’éthylène) (POE), le poly(oxyde de propylène) (POP) ou sur une combinaison des deux (comme un copolymère OE/PO), et comprend éventuellement des unités réticulables.

Selon une variante d'intérêt, le liant est un liant polymère de type polyéther. Par exemple, le liant polymère de type polyéther et peut inclure un copolymère séquencé composé d’au moins un segment de solvatation d’ions lithium à base de poly(oxyde d’éthylène) (POE) et/ou de polycarbonate et/ou de poly (e-caprolactone) et/ou d'un autre polyester.

Selon un autre exemple, le segment réticulable du polymère peut être un segment de polymère comprenant au moins un groupement fonctionnel réticulable de façon multidimensionnelle par irradiation ou traitement thermique.

Selon un autre exemple, le liant tel qu’ici défini peut éventuellement inclure en outre des composantes additionnelles ou des additifs tels que des matériaux conducteurs ioniques, des particules ou composés inorganiques, des particules de verre, des particules de céramique (par exemple, des nano céramiques), des sels (par exemple, des sels de lithium), d’autres additifs de même type et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Selon une autre variante d'intérêt, l'additif peut comprendre un sel de lithium (par exemple, LiFSI).

Selon un autre exemple, la composante additionnelle ou l’additif du liant peut être choisi parmi les composés de type NASICON, LISICON, thio-LiSICON, les grenats, de forme cristalline et/ou amorphe, et une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Selon une variante d'intérêt, l'additif est un composé de type NASICON.

Par exemple, la composante additionnelle ou l’additif du liant peut être choisi pour sa conductivité ionique élevée et peut notamment être ajouté afin d’améliorer la conduction des ions lithium. Par exemple, la conductivité des ions lithium à température ambiante (25 °C) peut être d'au moins 10 ⁴ S/cm.

Selon un autre exemple, les composantes additionnelles ou les additifs peuvent être inclus ou dispersés dans le liant ou séparément dans une couche conductrice d’ions, par exemple déposée sur le matériau d’électrode, par exemple sur un film comprenant le matériau d'électrode positive. Selon un exemple, le matériau électrochimiquement actif de l’électrode négative ou contre- électrode peut être choisi parmi tous les matériaux compatibles connus. Par exemple, le matériau électrochimiquement actif de l’électrode négative peut être sélectionné pour sa compatibilité électrochimique avec le matériau électrochimiquement actif de l’électrode positive tel que défini ici. Par exemple, le matériau électrochimiquement actif de l’électrode négative peut comprendre un film de métal alcalin, par exemple, un film de lithium métallique ou un film d’un alliage de lithium métallique.

Selon un autre exemple, l’électrode comprenant le matériau d'électrode tel que défini ici est déposée sur un collecteur de courant (par exemple, un collecteur de courant en aluminium ou en cuivre).

Selon un autre exemple, la composition polymérique et/ou la composition d'électrolyte polymère solide telles qu’ici définies peuvent présenter une stabilité améliorée. Par exemple, la composition polymérique et/ou la composition d'électrolyte polymère solide telles qu’ici définies peuvent présenter une stabilité améliorée à des tensions substantiellement élevées (> 4 V vs Li/Li ⁺ ).

Selon un autre exemple, la cellule électrochimique telle que définie ici peut améliorer au moins une propriété électrochimique (par exemple, une amélioration de la stabilité électrochimique, de la cyclabilité, de la durée de vie et/ou de la conductivité électronique, et/ou une réduction de la résistance) par rapport aux cellules qui n'incluent pas de composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou de sel de lithium supplémentaire tels que définis ici. Par exemple, le composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou le sel de lithium supplémentaire tels que définis ici peuvent considérablement améliorer la durée de vie de la cellule électrochimique en améliorant la stabilité de l'interface électrode-électrolyte.

La présente technologie concerne également un procédé de fabrication d’un électrolyte, d’un matériau d'électrode et de cellules électrochimiques tels que définis dans le présent document. Par exemple, un procédé de fabrication d’une cellule électrochimique telle que définie ici comprenant une étape de préparation de l’électrolyte et/ou de l’électrode positive, ladite étape comprenant une méthode d’enduction choisie parmi les méthodes « Doctor blade coating », « comma coating », « reverse-comma coating », « gravure coating » et « slot-die coating ». Selon un exemple, le procédé peut également comprendre au moins une étape d'extrusion effectuée à une température inférieure à 220 °C. Selon un exemple, l'étape de préparation de l'électrolyte et/ou de l'électrode positive peut en outre comprendre la préparation d'une suspension comprenant la composition polymérique ou le matériau d’électrode dans un solvant. Selon un autre exemple, l'étape de préparation de l'électrolyte et/ou de l'électrode positive comprend l’enduction d'une composition polymérique comprenant un polymère (ou prépolymère) en phase liquide avant la réticulation et sans addition de solvant.

La présente technologie concerne donc également une composition d'électrolyte polymère solide comprenant du LiFSI comme première source d'ions lithium et au moins un composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou un sel de lithium supplémentaire, ce qui peut améliorer substantiellement la stabilité électrochimique, par exemple, d’un matériau d'électrode positive à haute tension (> 4 V vs Li/Li ⁺ ).

Selon un exemple, le LiFSI peut jouer le rôle de conducteur d'ions lithium et le composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou le sel de lithium supplémentaire peuvent améliorer substantiellement la stabilité de l'interface électrode-électrolyte dans une cellule électrochimique.

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).

Selon un exemple, la batterie telle que définie ici peut avoir une durée de vie ou une cyclabilité substantiellement améliorée par rapport aux batteries ne comprenant pas de composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou de sel de lithium supplémentaire tels qu’ici définis.

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. Les Exemples 3 à 10 concernent la préparation de cellules électrochimiques telles qu’ici définies par le procédé tel que décrit dans la présente demande, tandis que les cellules préparées aux Exemples 1 et 2 sont à titre comparatif.

Exemple 1 : Préparation de la cellule électrochimique 1 (Cellule 1) (cellule comparative) a) Préparation du film d’électrode positive

L'électrode positive de la Cellule 1 a été préparée en mélangeant du LiNio _,33 Coo _,33 Mno _,33 C> ₂ (70% en poids), du noir d'acétylène (5% en poids), du LiFSI (3, 1 % en poids) et un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit dans la demande de brevet PCT publiée sous le numéro WO2014/201568 (Zaghib et al.) (21 ,9% en poids).

Un mélange de solvants comprenant de l’acétonitrile et du toluène (rapport en volume de 8:2) a été utilisé pour diluer le mélange comprenant le matériau d’électrode positive afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. La suspension a été préparée à l'aide d'un mélangeur centrifuge planétaire (Thinky Mixer ARE-250) et le mélange ainsi obtenu a été enduit sur une feuille d’aluminium enduite de carbone à l’aide d’un racloir (Doctor Blade) afin d’obtenir un film d’électrode positive appliqué sur un collecteur de courant. b) Préparation du film d’électrolyte polymère solide

L’électrolyte polymère solide de la Cellule 1 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (82, 1% en poids) et du LiTFSI (17,9% en poids).

Le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2- diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo initiateur à la solution ainsi obtenue.

La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N2). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène. L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm après séchage. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 30 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 1.

D’autre essais ont également été effectués et d’autres méthodes ont été testées avec succès. Par exemple, en enduisant la solution d’électrolyte polymère solide directement sur le film d'électrode positive préparée à l’Exemple 1 (a). Le film d’électrolyte polymère solide a été réticulé dans les mêmes conditions après évaporation du solvant et l’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm après séchage.

Selon un autre exemple, un mélange comprenant le polymère et du LiTFSI de concentration ([0]/[Li]) = 30 a été préparé à une température de 220 °C sans ajout de solvant supplémentaire et extrudé directement sur la surface de l’électrode positive pour former une épaisseur de 20 pm. c) Assemblage de la cellule électrochimique

La Cellule 1 a été assemblée dans un boîtier de type sachet (« pouch cell » en anglais) avec les composantes indiquées aux Exemples 1(a) et 1 (b) ainsi qu’un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium en tant qu’électrode négative.

La Cellule 1 a été assemblée par l’empilage et le laminage des trois films (c’est-à-dire l’électrode positive préparée à l’Example 1(a), le film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 1 (b) et l’électrode négative) sous pression à une température de 80 °C. Après connexion des terminaux aux électrodes, la cellule électrochimique ainsi assemblée a ensuite été scellée dans le boîtier de type sachet étanche à l’air.

Exemple 2: Préparation de la cellule électrochimique 2 (Cellule 2) (cellule comparative) a) Préparation du film d’électrode positive

L'électrode positive de la Cellule 2 a été préparée en mélangeant du LiNio _, 6Coo _, 2Mno _, 2C>2 (70% en poids), du noir d'acétylène (5% en poids), du LiFSI (3,1% en poids) et un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (21 ,9% en poids).

Un mélange de solvants comprenant de l’acétonitrile et du toluène (rapport en volume de 8:2) a été utilisé pour diluer le mélange comprenant le matériau d’électrode positive afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. La suspension a été préparée à l'aide d'un mélangeur centrifuge planétaire (Thinky Mixer ARE-250) et le mélange ainsi obtenu a été enduit sur une feuille d’aluminium enduite de carbone à l’aide d’un racloir (Doctor Blade) afin d’obtenir un film d’électrode positive appliqué sur un collecteur de courant. b) Préparation du film d’électrolyte polymère solide

L’électrolyte polymère solide de la Cellule 2 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (87,6% en poids) et du LiFSI (12,4% en poids).

Le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2- diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo initiateur à la solution ainsi obtenue.

La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N2). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène.

L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 30 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 2. c) Assemblage de la cellule électrochimique

La Cellule 2 a été assemblée dans un boîtier de type sachet avec les composantes indiquées aux Exemples 2(a) et 2(b) ainsi qu’un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium en tant qu’électrode négative.

La Cellule 2 a été assemblée par l’empilage et le laminage des trois films (c’est-à-dire l’électrode positive préparée à l’Example 2(a), le film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 2(b) et l’électrode négative) sous pression à une température de 80 °C. Après connexion des terminaux aux électrodes, la cellule électrochimique ainsi assemblée a ensuite été scellée dans le boîtier de type sachet étanche à l’air. Exemple 3: Préparation de la cellule électrochimique 3 (Cellule 3) a) Préparation du film d’électrode positive

L'électrode positive de la Cellule 3 a été préparée en mélangeant du LiNio _, 6Coo _, 2Mno _, 2C>2 (70% en poids), du noir d'acétylène (5% en poids), un mélange de sels de lithium comprenant du LiFSI et du UBF ₄ (rapport molaire LiFSI : L1BF4 = 4: 1) (2,8% en poids) et un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (22,2% en poids).

Un mélange de solvants comprenant de l’acétonitrile et du toluène (rapport en volume de 8:2) a été utilisé pour diluer le mélange comprenant le matériau d’électrode positive afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. La suspension a été préparée à l'aide d'un mélangeur centrifuge planétaire (Thinky Mixer ARE-250) et le mélange ainsi obtenu a été enduit sur une feuille d’aluminium enduite de carbone à l’aide d’un racloir (Doctor Blade) afin d’obtenir un film d’électrode positive appliqué sur un collecteur de courant. b) Préparation du film d’électrolyte polymère solide

L’électrolyte polymère solide de la Cellule 3 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (88,7% en poids) et un mélange de sels de lithium comprenant du LiFSI et du L1BF4 (rapport molaire LiFSI : LiBF ₄ = 4: 1) (11 ,3% en poids).

Le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2- diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo initiateur à la solution ainsi obtenue.

La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N2). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène. L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 20 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 3. c) Assemblage de la cellule électrochimique La Cellule 3 a été assemblée dans un boîtier de type sachet avec les composantes indiquées aux Exemples 3(a) et 3(b) ainsi qu’un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium en tant qu’électrode négative.

La Cellule 3 a été assemblée par l’empilage et le laminage des trois films (c’est-à-dire l’électrode positive préparée à l’Example 3(a), le film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 3(b) et l’électrode négative) sous pression à une température de 80 °C. Après connexion des terminaux aux électrodes, la cellule électrochimique ainsi assemblée a ensuite été scellée dans le boîtier de type sachet étanche à l’air.

Exemple 4: Préparation de la cellule électrochimique 4 (Cellule 4) a) Préparation du film d’électrolyte polymère solide L’électrolyte polymère solide de la Cellule 4 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (87,4% en poids) et un mélange de sels de lithium comprenant du LiFSI et du LiTDI (rapport molaire LiFSI : LiTDI = 1 :1) (12,6% en poids).

Le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2- diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo initiateur à la solution ainsi obtenue.

La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N2). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène. L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 20 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 4. b) Assemblage de la cellule électrochimique La Cellule 4 a été assemblée par le laminage du film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 4(a) entre un collecteur de courant en aluminium enduit de carbone et un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium sous pression à une température de 80 °C. La cellule électrochimique a ensuite été scellée dans un boîtier pour pile bouton de type CR2032. Exemple 5: Préparation de la cellule électrochimique 5 (Cellule 5) a) Préparation du film d’électrolyte polymère solide

L’électrolyte polymère solide de la Cellule 5 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (87,5% en poids) et un mélange de sels de lithium comprenant du LiFSI et du LiBOB (rapport molaire LiFSLLiBOB = 4:1) (12,5% en poids).

Le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2- diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo initiateur à la solution ainsi obtenue. La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N2). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène.

L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 20 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 5. b) Assemblage de la cellule électrochimique La Cellule 5 a été assemblée par le laminage du film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 5(a) entre un collecteur de courant en aluminium enduit de carbone et un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium sous pression à une température de 80 °C. La cellule électrochimique a ensuite été scellée dans un boîtier pour pile bouton de type CR2032.

Exemple 6: Préparation de la cellule électrochimique 6 (Cellule 6) a) Préparation du film d’électrode positive

L'électrode positive de la Cellule 6 a été préparée en mélangeant du LiNio _, 6Coo _, 2Mno _, 2C>2 (70% en poids), du noir d'acétylène (5% en poids), un mélange de sels de lithium comprenant du LiFSI et du LiTDI (rapport molaire LiFSI : LiTDI = 1 : 1) (3, 1 % en poids) et un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel décrit que à l’Exemple 1 (a) (21 ,9% en poids).

Un mélange de solvants comprenant de l’acétonitrile et du toluène (rapport en volume de 8:2) a été utilisé pour diluer le mélange comprenant le matériau d’électrode positive afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. La suspension a été préparée à l'aide d'un mélangeur centrifuge planétaire (Thinky Mixer ARE-250) et le mélange ainsi obtenu a été enduit sur une feuille d’aluminium enduite de carbone à l’aide d’un racloir (Doctor Blade) afin d’obtenir un film d’électrode positive appliqué sur un collecteur de courant. b) Préparation du film d’électrolyte polymère solide

L’électrolyte polymère solide de la Cellule 6 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (82, 1% en poids) et du LiTFSI (17,9% en poids).

Afin de préparer un film d’électrolyte polymère solide, le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2-diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo-initiateur à la solution ainsi obtenue.

La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N2). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène.

L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 30 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 6. c) Assemblage de la cellule électrochimique

La Cellule 6 a été assemblée dans un boîtier pour pile bouton de type CR2032 avec les composantes indiquées aux Exemples 6(a) et 6(b) ainsi qu’un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium en tant qu’électrode négative. La Cellule 6 a été assemblée par l’empilage et le laminage des trois films (c’est-à-dire le film d’électrode positive préparé à l’Example 6(a), le film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 6(b) et le film d’électrode négative) sous pression à une température de 80 °C. La cellule électrochimique a ensuite été scellée dans le boîtier pour pile bouton de type CR2032.

Exemple 7: Préparation de la cellule électrochimique 7 (Cellule 7) a) Préparation du film d’électrode positive

Le matériau d’électrode positive de la Cellule 7 a été préparée en mélangeant du Li N io _,33 Coo _,33 M no _{, 33} 02 (60% en poids), du noir d'acétylène (5% en poids), du LiFSI (3,1 % en poids), du LAGP (10% en poids) et un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (22,9% en poids). La taille moyenne des particules de LAGP était d'environ 500 nm et la conductivité ionique était de l'ordre de 5 x 10 ⁴ S/cm à une température de 25 °C.

Un mélange d'acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) a été utilisé afin de diluer le matériau d’électrode positive ainsi obtenu et afin d'obtenir une viscosité optimale pour l’enduction. La suspension ainsi obtenue a été broyée dans un broyeur à billes (broyeur de type SPEX c’est- à-dire un contenant en acier inoxydable remplie de billes en acier inoxydable) jusqu'à obtention d'une suspension a été broyé dans un broyeur à billes substantiellement homogène. Le mélange ainsi obtenu a été enduit sur une feuille d’aluminium enduite de carbone à l’aide d’un racloir (Doctor Blade) afin d’obtenir un film d’électrode positive appliqué sur un collecteur de courant. b) Préparation du film d’électrolyte polymère solide

L’électrolyte polymère solide de la Cellule 7 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (82,1% en poids) et du LiTFSI (17,9% en poids). Le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2- diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo initiateur à la solution ainsi obtenue.

La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N2). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène.

L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 30 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 7. c) Assemblage de la cellule électrochimique

La Cellule 7 a été assemblée dans un boîtier pour pile bouton de type CR2032 avec les composantes indiquées aux Exemples 7(a) et 7(b) ainsi qu’un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium en tant qu’électrode négative. La Cellule 7 a été assemblée par l’empilage et le laminage des trois films (c’est-à-dire l’électrode positive préparée à l’Example 7(a), le film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 7(b) et le film d’électrode négative) sous pression à une température de 80 °C. La cellule électrochimique a ensuite été scellée dans le boîtier pour pile bouton de type CR2032.

Exemple 8: Préparation de la cellule électrochimique 8 (Cellule 8) a) Préparation du film d’électrode positive

L'électrode positive de la Cellule 8 a été préparée en mélangeant du LiNio _, 6Coo _, 2Mno _, 2C>2 (70% en poids), du noir d'acétylène (5% en poids), un mélange de sels de lithium comprenant du LiFSI et du L1BF ₄ (rapport molaire LiFSI : L1BF ₄ = 1 :1) (2,8% en poids) et un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1(a) (22,2% en poids).

Un mélange de solvants comprenant de l’acétonitrile et du toluène (rapport en volume de 8:2) a été utilisé pour diluer le mélange comprenant le matériau d’électrode positive afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. La suspension a été préparée à l'aide d'un mélangeur centrifuge planétaire (Thinky Mixer ARE-250) et le mélange ainsi obtenu a été enduit sur une feuille d’aluminium enduite de carbone à l’aide d’un racloir (Doctor Blade) afin d’obtenir un film d’électrode positive appliqué sur un collecteur de courant. b) Préparation du film d’électrolyte polymère solide

L’électrolyte polymère solide de la Cellule 8 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (82,1% en poids) et du LiTFSI (17,9% en poids).

Le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2- diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo initiateur à la solution ainsi obtenue.

La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N ₂ ). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène.

L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 30 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 8. c) Assemblage de la cellule électrochimique

La Cellule 8 a été assemblée dans un boîtier pour pile bouton de type CR2032 avec les composantes indiquées aux Exemples 8(a) et 8(b) ainsi qu’un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium en tant qu’électrode négative. La Cellule 8 a été assemblée par l’empilage et le laminage des trois films (c’est-à-dire le film d’électrode positive préparé à l’Example 8(a), le film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 8(b) et le film d’électrode négative) sous pression à une température de 80 °C. La cellule électrochimique a ensuite été scellée dans le boîtier pour pile bouton de type CR2032.

Exemple 9: Préparation de la cellule électrochimique 9 (Cellule 9) a) Préparation du film d’électrode positive

L'électrode positive de la Cellule 9 a été préparée en mélangeant LiNio _, 8Coo _,i Mno _,i C>2 (70% en poids), du noir d'acétylène (5% en poids), un mélange de sels de lithium comprenant du LiFSI et du LiDFP (rapport molaire LiFSI : LiDFP = 10: 1) (3,2% en poids) et un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (21 ,8% en poids).

Un mélange de solvants comprenant de l’acétonitrile et du toluène (rapport en volume de 8:2) a été utilisé pour diluer le mélange comprenant le matériau d’électrode positive afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. La suspension a été préparée à l'aide d'un mélangeur centrifuge planétaire (Thinky Mixer ARE-250) et le mélange ainsi obtenu a été enduit sur une feuille d’aluminium enduite de carbone à l’aide d’un racloir (Doctor Blade) afin d’obtenir un film d’électrode positive appliqué sur un collecteur de courant. b) Préparation du film d’électrolyte polymère solide

L’électrolyte polymère solide de la Cellule 9 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (73,9% en poids), un liquide ionique (PY14+TFSI) (10% en poids) et du LiTFSI (16, 1 % en poids).

Le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2- diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo initiateur à la solution ainsi obtenue.

La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N2). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène.

L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 30 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 9. c) Assemblage de la cellule électrochimique

La Cellule 9 a été assemblée dans un boîtier pour pile bouton de type CR2032 avec les composantes indiquées aux Exemples 9(a) et 9(b) ainsi qu’un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium en tant qu’électrode négative. La Cellule 9 a été assemblée par l’empilage et le laminage des trois films (c’est-à-dire l’électrode positive préparée à l’Example 9(a), le film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 9(b) et l’électrode négative) sous pression à une température de 80 °C. La cellule électrochimique a ensuite été scellée dans le boîtier pour pile bouton de type CR2032.

Exemple 10: Préparation de la cellule électrochimique 10 (Cellule 10) a) Préparation du film d’électrode positive

L'électrode positive de la Cellule 10 a été préparée en mélangeant LiNio _, 6Coo _, 2Mno _, 2C>2 (60% en poids), du noir d'acétylène (5% en poids), du LiFSI (3,1% en poids), du LAGP (10% en poids) et un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (21 ,9% en poids). La concentration en LAGP de l’électrode positive était de 10% en poids. La taille moyenne des particules de LAGP était d'environ 500 nm et la conductivité ionique était de l'ordre de 5 x 10 ⁴ S/cm à une température de 25 °C.

Un mélange d'acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) a été utilisé afin de diluer le matériau d’électrode positive ainsi obtenu et afin d'obtenir une viscosité optimale pour l’enduction. La suspension ainsi obtenue a été broyée dans un broyeur à billes (broyeur de type SPEX) jusqu'à obtention d'une suspension a été broyé dans un broyeur à billes substantiellement homogène. Le mélange ainsi obtenu a été enduit sur une feuille d’aluminium enduite de carbone à l’aide d’un racloir (Doctor Blade) afin d’obtenir un film d’électrode positive appliqué sur un collecteur de courant. b) Préparation du film d’électrolyte polymère solide

L’électrolyte polymère solide de la Cellule 9 a été préparé en mélangeant un copolymère à base d’oxyde d’éthylène comprenant des segments réticulables tel que décrit à l’Exemple 1 (a) (43,8% en poids), du LAGP (50% en poids) et du LiFSI (6,2% en poids). La concentration en LAGP de l’électrolyte polymère solide était de 50% en poids. La taille moyenne des particules de LAGP était d'environ 500 nm et la conductivité ionique était de l'ordre de 5 x 10 ^-4 S/cm à une température de 25 °C.

Le mélange ainsi obtenu a été dissout dans un mélange d’acétonitrile et de toluène (8:2 de rapport en volume) afin d’obtenir une viscosité optimale pour l’enduction de celui-ci. Ensuite, du 2,2- diméthoxy-1 ,2-diphényléthan-1-one (0,5% en poids de polymère) a été ajouté en tant que photo initiateur à la solution ainsi obtenue.

La solution a ensuite été appliquée sur un film de polypropylène en utilisant un racloir (Doctor Blade). Après élimination du solvant à 60 °C pendant 10 minutes, le film a été irradié pendant 2 minutes avec une lumière UV sous atmosphère d’azote (N2). Le film d’électrolyte polymère solide ainsi obtenu a ensuite été retiré de la surface du substrat ou film de support en polypropylène.

L’épaisseur du film d'électrolyte polymère solide ainsi obtenu a été mesurée comme étant d’environ 25 pm. Un rapport oxygène sur lithium ([0]/[Li]) = 30 a été obtenu pour le film d'électrolyte polymère solide de la Cellule 10. c) Assemblage de la cellule électrochimique La Cellule 10 a été assemblée dans un boîtier pour pile bouton de type CR2032 avec les composantes indiquées aux Exemples 10(a) et 10(b) ainsi qu’un film de lithium métallique appliqué sur un collecteur de courant en aluminium en tant qu’électrode négative.

La Cellule 10 a été assemblée par l’empilage et le laminage des trois films (c’est-à-dire l’électrode positive préparée à l’Example 10(a), le film d’électrolyte polymère solide préparé à l’Example 10(b) et l’électrode négative) sous pression à une température de 80°C. La cellule électrochimique a ensuite été scellée dans le boîtier pour pile bouton de type CR2032.

Exemple 11 : Propriétés électrochimiques Cet exemple illustre les propriétés électrochimiques des cellules électrochimiques telles que préparées aux Exemples 1 à 10. a) Comportement électrochimique

Les cellules électrochimiques assemblées aux Exemples 1 à 10 ont été cyclées à une vitesse de cyclage de C/24 et à une température de 50 °C.

La Figure 1 présente le profil de charge et de décharge de la Cellule 1 enregistré vs Li/Li ⁺ . La Cellule 1 a fourni une capacité de décharge d'environ 150 mAh.g ¹ et présente un plateau à environ 3,75 V. b) Impédance spécifique de surface Les cellules électrochimiques assemblées aux Exemples 1 à 10 ont été cyclées à une température de 50 °C et l’impédance spécifique de surface (ASI) (Ohm. cm ^-2 ) a été mesurée à profondeur de décharge (DOD) de 50 % pour une impulsion de courant de 1s (cercles noirs), 5s (cercles blancs), 10s (carrés noirs) et 30s (carrés blancs) tous les dix cycles pendant 50 cycles. Les Figures 2 et 3 présentent respectivement l'évolution de l'impédance spécifique de surface en fonction du nombre de cycles des Cellules 2 et 3.

La Figure 2 démontre efficacement un changement significatif de la résistance interne avec un nombre croissant de cycles. La Figure 2 démontre également une augmentation substantielle de la résistance interne de la Cellule 2 avec une augmentation du temps d'impulsion de courant aux nombres de cycles les plus élevés. La figure 3 démontre efficacement une stabilité significative de la résistance interne de la Cellule 3 avec un nombre croissant de cycles et une augmentation du temps d'impulsion de courant.

Par conséquent, la Cellule 3 incluant un électrolyte polymère solide comprenant un mélange de sels de lithium LiFSI : L1BF4 (4: 1 rapport molaire) présente une résistance interne nettement plus stable par rapport à la Cellule 2, qui est une cellule incluant un électrolyte polymère solide comprenant uniquement du LiFSI en tant que sel de lithium. c) Voltamétrie cyclique Les propriétés électrochimiques des électrolytes polymères solides des Exemples 2, 3, 4 et 5 ont été comparées par voltamétrie cyclique et les résultats sont présentés à la Figure 4. Une vitesse de balayage de 0,5 mV.s ¹ a été utilisée entre un potentiel d’environ 3 V vs Li/Li ⁺ et un potentiel d’environ 5 V vs Li/Li ⁺ . Les résultats de voltamétrie cyclique ont été obtenus en utilisant une feuille d'aluminium enduite de carbone en tant qu’électrode positive, les films d’électrolyte polymère solide des Exemples précédents et un film de lithium en tant qu’électrode négative.

La Figure 4 démontre efficacement une augmentation substantielle des fenêtres de potentiel pour les électrolytes polymères solides comme décrits dans les Exemples 3, 4 et 5 comprenant tous un mélange de LiFSI et d'un sel de lithium supplémentaire en comparaison avec l’électrolyte polymère solide décrit à l'Exemple 2 comprenant uniquement du LiFSI comme sel de lithium.

La Figure 4 démontre également que la nature du sel de lithium supplémentaire influence l’étendue des fenêtres de potentiel. Par exemple, la fenêtre de potentiel obtenue avec l’électrolyte polymère solide préparé à l'Exemple 5 (comprenant un mélange de sels de lithium (LiFSLLiBOB)) est substantiellement plus étendue par rapport à la fenêtre de potentiel obtenue avec l’électrolyte polymère solide préparé à l'Exemple 3 (comprenant un mélange de sels de lithium (LiFSI : LÎBF4) pour le même rapport molaire (LiFSLsel de lithium supplémentaire) (4: 1).

La Figure 4 démontre également que le rapport molaire (LiFSI: sel de lithium supplémentaire) peut également influer l’étendue des fenêtres de potentiel. Par exemple, l’étendue de la fenêtre de potentiel obtenue avec l’électrolyte polymère solide préparé à l'Exemple 4 (comprenant un mélange de sels de lithium LiFSI : LiTDI (1 : 1 rapport molaire) est substantiellement augmentée par rapport aux fenêtres de potentiel obtenues avec les électrolytes polymères solides préparés aux Exemples 2, 3 et 5. c) Performances de cyclage

Les performances de cyclage des cellules électrochimiques préparées aux Exemples 1 , 6, 7, 8, 9 et 10 ont été comparées et les résultats sont présentés à la Figure 5. La Figure 5 démontre que les cellules électrochimiques incluant une électrode positive ayant un composé conducteur ionique comprenant des atomes de lithium et/ou un sel de lithium supplémentaire présentent une durée de vie améliorée dans tous les cas.

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 la présente demande sont incorporés ici par référence dans leur intégralité et à toutes fins.