Apple travaille avec le gouvernement américain sur la technologie des batteries lithium-ion pour les applications grand public, médicales, aérospatiales et autres

Aujourd'hui, l'Office américain des brevets et des marques a publié une demande de brevet d'Apple qui est certainement différente. Cette étape initiale de cette invention a été couverte dans un rapport IP que nous avons publié en février 2021 intitulé "Apple travaille avec le gouvernement américain sur de nouveaux revêtements pour les matériaux actifs cathodiques pour les batteries mobiles et au-delà". Aujourd'hui, un autre aspect de ce projet/invention a été publié par l'Office américain des brevets. L'invention d'Apple inclut le soutien du gouvernement américain dans le cadre de la proposition WFO n° 85C85. Cette invention a été réalisée sous un CRADA 1500801 entre Apple Inc. et Argonne National Laboratory exploité pour le Département de l'Énergie des États-Unis. Il est à noter que le gouvernement américain a certains droits sur l'invention.

Le brevet d'aujourd'hui étend le travail original d'Apple comme indiqué ci-dessus avec un nouvel objectif relatif àAdditifs synergiques pour batteries lithium-ion à volume élevé.

Dans l'historique des brevets d'Apple, ils notent que les batteries Li-ion sont largement utilisées comme sources d'alimentation dans l'électronique grand public. L'électronique grand public a besoin de batteries Li-ion capables de fournir des densités d'énergie volumétriques plus élevées et de supporter davantage de cycles de décharge-charge. Une batterie Li-ion fonctionne généralement à une tension allant jusqu'à 4,45 V (tension de cellule complète).

Le cycle de vie d'une batterie peut se détériorer en raison de l'instabilité de la structure cathodique et de la dégradation de l'électrolyte. La stabilité du matériau de cathode peut être améliorée par la modification de LiCo02 comme le dopage et le revêtement de surface. Des progrès limités ont été réalisés dans le développement d'électrolytes qui peuvent permettre à la fois des densités d'énergie volumétriques élevées et une longue durée de vie des batteries. La plupart des électrolytes existants souffrent d'une faible capacité à former une interphase cathode-électrolyte stable (CEI) et/ou SEI, ce qui entraîne une croissance rapide de l'impédance interfaciale et une décroissance de la capacité.

Le résumé des brevets d'Apple présenté ci-dessous ne pouvait être apprécié que par les ingénieurs et les scientifiques travaillant dans le domaine de la technologie des batteries. Pour nous, simples mortels, ce dialecte technique est étroitement lié au vulcain.

Dans un premier aspect, l'invention concerne un fluide électrolytique comprenant du tris(triméthylsilyl)borate (TMSB), de la pro-1-ène-1,3-sultone (PES) et du méthanedisulfonate de méthylène (MMDS).

Dans un deuxième aspect, la description concerne un fluide électrolytique comprenant du TMSB, du carbonate de fluoroéthylène (FEC), de la butane sultone (BS) et du PES.

Dans un troisième aspect, la description concerne un fluide électrolytique comprenant du TMSB, du FEC, de la propane sultone (PS) et du LiBF4.

Dans un quatrième aspect, le fluide électrolytique peut comprendre un sel électrolytique choisi parmi LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiSO3CF3, LiN(SO2F )2, LiN(SO2CF3)2, LiBC4O8, Li[PF3(C2CF5 )3], LiC(SO2CF3)3, et une combinaison de ceux-ci. Dans certaines variantes, le sel est LiPF6.

Selon un cinquième aspect, le fluide électrolytique peut comprendre un solvant choisi parmi le carbonate de propylène (PC), le carbonate d'éthylène (EC), le carbonate de diméthyle (DMC), le carbonate de diéthyle (DEC), le carbonate d'éthyl-méthyle (EMC), le propionate d'éthyle (EP ), butyrate de butyle (BB), acétate de méthyle (MA), butyrate de méthyle (MB), propionate de méthyle (MP), carbonate de propylène (PC), acétate d'éthyle (EA), propionate de propyle (PP), propionate de butyle (BP), l'acétate de propyle (PA), l'acétate de butyle (BA) et une combinaison de ceux-ci. Dans certaines variantes, le solvant est choisi parmi PC, EC, PP, EP et une combinaison de ceux-ci. Dans certaines variantes, le solvant comprend PC, EC, PP et EP.

Selon un sixième aspect, le fluide électrolytique comprend un additif choisi parmi le difluoro(oxalato)borate de lithium (LiDFOB), le carbonate d'éthylène vinylique (VEC), la propane sultone (PS), le carbonate de fluoroéthylène (FEC), le succinonitrile (SN), le carbonate de vinyle ( VC), l'adiponitrile (ADN), l'éthylèneglycol bis(2-cyanoéthyl)éther (EGPN), et/ou le 1,3,6-hexanetricarbonitrile (HTCN), et une combinaison de ceux-ci. Dans certaines variantes, l'additif est choisi parmi PS, FEC, SN, HTCN et une combinaison de ceux-ci. Dans certaines variantes, l'additif comprend PS, FEC, SN et HTCN.

Dans un septième aspect, l'invention concerne une cellule de batterie. L'élément de batterie peut comprendre une cathode ayant un matériau actif de cathode disposé sur un collecteur de courant de cathode, et une anode ayant un matériau actif d'anode disposé sur un collecteur de courant d'anode. L'anode est orientée vers la cathode de sorte que le matériau actif d'anode fait face au matériau actif de cathode. Un séparateur est disposé entre le matériau actif de cathode et le matériau actif d'anode. Un fluide électrolytique tel que décrit ici est disposé entre la cathode et l'anode.

Le brevet d'Apple FIG. 1 sa vue de dessus d'un élément de batterie ; FIGUE. 2 est une vue en perspective d'une cellule de batterie. La cellule de batterie #100 peut correspondre à une cellule de batterie lithium-ion ou lithium-polymère quiest utilisé pour alimenter un appareil utilisé dans une application grand public, médicale, aérospatiale, de défense et/ou de transport.

Plus tard, le brevet indique en outre que ces batteries peuvent être utilisées avec un appareil électronique portable, tel qu'un ordinateur portable, une tablette, un téléphone portable, un assistant numérique personnel (PDA), un appareil photo numérique et/ou un lecteur multimédia portable.

Le brevet d'Apple FIG. 3A ci-dessus représente un tracé de la rétention d'énergie en fonction du nombre de cycles pour les batteries Li-ion à 25 °C avec des additifs de fluide électrolytique LiDFOB et PS (302), LiDFOB, PS, PES et MMDS (304), LiDFOB, PS , PES, MMDS et TMSB (306).

Brevet FIG. 3B représente un tracé de rétention d'énergie en fonction du nombre de cycles pour des batteries Li-ion à 45°C avec des additifs de fluide électrolytique LiDFOB et PS (302), LiDFOB, PS, PES et MMDS (304), LiDFOB, PS, PES, MMDS et TMSB (306).

Brevet FIG. 3C représente un tracé de la croissance RSS de relaxation en fonction du nombre de cycles pour des batteries Li-ion à 20 % d'état de charge (SOC) à 25 °C avec des additifs fluides électrolytiques LiDFOB et PS (302), LiDFOB, PS, PES, et MMDS (304), LiDFOB, PS, PES, MMDS et TMSB (306).

Brevet FIG. 3D représente un graphique de 20 % de croissance RSS de relaxation SOC en fonction du nombre de cycles pour les batteries Li-ion à 20 % de charge et 45 °C avec des additifs fluides électrolytiques LiDFOB et PS (302), LiDFOB, PS, PES et MMDS (304), LiDFGB, PS, PES, MMDS et TMSB (306).

Pour plus de détails, consultez la demande de brevet d'Apple numéro US 20230108353.

Inventeurs d'Apple

Publié par Jack Purcher le 06 avril 2023 à 09h46 dans 1A. Demandes de brevet, dispositifs, composants | Lien permanent | Commentaires (0)