5 10 15 20 25 Date ReQue/Date Received 2024-02-02 POLYMERES ET COMPOSES SOUFRES ET LEUR UTILISATION DANS LES CELLULES ELECTROCHIMIQUES DOMAINE TECHNIQUE La presente demande se rapporte au domaine des polymeres et oligomeres pour utilisation comme materiau electrochimiquement actif d’electrode positive, comme electrolyte polymere solide (SPE), ou comme additif pour electrolyte, notamment dans les piles au lithium. ETAT DE LA TECHNIQUE Une prise de conscience environnementale globale influence un grand nombre de scientifiques afin de trouver des reponses a la problematique des gaz a effet de serre et a leurs impacts sur notre planete. Sachant que les transports jouent un role majeur dans (’emission des gaz a effet de serre, I’electrification des transports fait definitivement partie de la solution au rechauffement planetaire. II est alors important de concevoir de nouveaux materiaux de batteries plus verts, abordables, securitaires et permettant des performances se rapprochant de celles des combustibles fossiles (telles que I’autonomie et la puissance). Les cathodes organiques sont des candidats de choix pour la confection de batteries pouvant repondre a la demande en ce qui a trait au stockage d’energie. Un avantage de ces materiaux se situe au niveau de la temperature de synthese qui est beaucoup plus basse que celle des materiaux d’intercalation (Armand et al., Nature, 2008, 451, 652). De plus, elles sont composees d’elements abondants et proposent d’excellentes performances electrochimiques (Le Gall et 15 10 15 20 25 30 CA 03075242 2020-03-06 al., Journal of Power Sources, 2003, 316-320). Par contre, leur plus grand desavantage concerne la dissolution du materiau actif dans I’electrolyte, ce qui affecte grandement la stabilite de la batterie (Chen et al., ChemSusChem 2008, 1, 348). Les polymeres organiques electrochimiquement actifs peuvent permettre de contrer ou reduire la dissolution du materiau actif pour I’obtention d’un materiau de plus grande cyclabilite (Zeng et al. Electrochimica Acta, 2014, 447- 454). Le soufre elementaire est aussi un candidat pour la confection de batteries possedant une grande densite energetique. En effet, les batteries lithium-soufre (Li-S) sont tres prometteuses compte tenu des avantages qu’offre cet element, c’est-a-dire une capacite elevee de 1675 mAhg~1 et une grande abondance, celle-ci etant due au fait que le soufre est un produit secondaire du raffinage du petrole (Hyun etal., ACS Energy Lett. 2016, 1, 566-572). Par contre, les batteries Li-S presentent egalement plusieurs inconvenients, dont la dissolution des polysulfures (LizSx, x=4-8) produits lors de la reduction du soufre durant le cyclage. De plus, une fois dissouts, les polysulfures sont impliques dans un phenomena appele « shuttle effect » qui destabilise la surface du lithium (anode). Ce phenomene entraine une reduction de la stabilite ainsi qu’une faible efficacite coulombique (Zhou et al. J. Am. Chern. Soc. 2013, 135, 16736-16743). Une strategie employee pour solutionner ce probleme comprend (’encapsulation des particules de soufre. Par exemple, Zhou etal. (J. Am. Chern. Soc. 2013, 135, 16736-16743) ont effectue I’enrobage du soufre avec de la polyaniline (PANI) afin d’immobiliser les polysulfures a I’interieur de cette coquille. L’encapsulation du soufre permet alors d’augmenter la stabilite de la batterie. Par contre, I’ajout de cet element limite la quantite de soufre dans le materiau actif a seulement 58% en masse, ce qui signifie que 42% en poids du materiau est constitue de matiere electrochimiquement inactive, ceci reduisant la densite de charge du materiau d’electrode. Malgre que cette strategie permette tout de meme d’obtenir une efficacite coulombique superieure a 97%, elle presente toujours une cyclabilite limitee a long terme. 25 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 La synthese de composites carbone-soufre a aussi ete presentee. Par exemple, Wang et al., (Journal of Power Sources, 2011, 7030-7034) ont effectue la synthese d’un composite graphene-soufre. Ce nouveau materiau permet d’augmenter non seulement la conductivite intrinseque, mais permet egalement d’atteindre une capacite initiale presque equivalente a la valeur theorique. Par contre, la presence de graphene ne permet pas de contrer Ie phenomene de dissolution des polysulfures, ce materiau presentant une perte de capacite equivalente a celle du soufre lui-meme. La copolymerisation du soufre elementaire avec un ou plusieurs monomeres organiques a aussi ete exploree afin d’obtenir un polymere riche en soufre. Lorsque Ie soufre est chauffe au-dela de 159°C, il y a ouverture du cycle (Ss) formant ainsi un diradical pouvant polymeriser de fagon radicalaire. Chung et al., (Nature chemistry, 2013,5, 518-524) ont developpe un copolymere riche en soufre pour les batteries au Li-S. Par vulcanisation inverse, Ie soufre elementaire a ete copolymerise avec differents pourcentages de 1,3-diisopropenylbenzene (DIB). La copolymerisation permet de creer une matrice pouvant limiter la dissolution des polysulfures. Leurs resultats electrochimiques presentent une grande efficacite coulombienne ainsi qu’une bonne retention de la capacite. Par contre, comme presente precedemment, Ie monomere organique utilise est electrochimique non actif, ce qui entrame la presence d’une masse inerte et par consequent une diminution de la densite energetique. Par consequent, il existe done un besoin pour Ie developpement de nouveaux materiaux d’electrode, par exemple, combinant certains avantages des materiaux precedents tout en excluant au moins I’un de leurs desavantages. SOMMAIRE Selon un premier aspect, la presente description concerne un polymere de Formule I : 35 10 15 20 CA 03075242 2020-03-06 Formule I dans laquelle : A est choisi parmi les groupements insatures permettant la delocalisation des electrons, par exemple, les groupements aryles et heteroaryles substitues ou non substitues, et leurs equivalents polycycliques fusionnes ou non; R est un groupement organique de liaison substitue ou non substitue choisi parmi C2-6alkylene lineaire ou ramifie, C2-6alkyleneoxy lineaire ou ramifie, C2- salkyleneglycol lineaire ou ramifie, C2-6alkyleneoxyC2-6alkylene lineaire ou ramifie, poly(C2-6alkyleneglycol) lineaire ou ramifie, Ce-i2arylene, C3- i2cycloalkylene, Cs-i2heteroarylene, C3-i2heterocycloalkylene; m represente Ie nombre moyen d’atomes de soufre inseres dans Ie pont disulfure des maillons du polymere et ne peut etre nul, c’est-a-dire m > 0, par exemple 0 < m 8, ou 1 m 6, ou 1 m 4; et n represente Ie nombre moyen d’unites dans Ie polymere, par exemple, n peut etre situe dans I’intervalle de 2 a 500, ou de 5 a 300. Selon un mode de realisation, A est choisi parmi les groupements benzene, naphtalene, perylene, et biphenyle. Par exemple, A est un groupement benzene, Ie polymere etant de Formule l(a) : Formule l(a) dans lequel R, m et n sont tels qu’ici definis. 4CA 03075242 2020-03-06 Selon un autre mode de realisation, R est choisi parmi les groupements benzene, ethylene, propylene, poly(ethylene glycol), poly(propylene glycol), et les copolymeres d’ethylene glycol et de propylene glycol. Un exemple de polymere est aussi illustre par la Formule 1(b): Formule 1(b) dans laquelle m et n sont tels qu’ici definis. Selon un autre aspect, la presente description concerne un compose de Formule II : 10 o o Formule II dans laquelle A et R sont tels qu’ici definis, et m represente Ie nombre d’atomes de soufre inseres dans Ie pont disulfure du compose, par exemple, m > 0, par exemple 0 < m 8, ou 1 m 6, ou 1 m 4. 15 Un exemple de ce compose est represente par la Formule ll(a): dans laquelle R et m sont tels qu’ici definis. 55 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 Un autre exemple du compose est illustre par Formule 11(b): Formule 11(b) dans laquelle m est tel qu’ici defini. Selon un autre aspect, la presente description se rapporte a un materiau d’electrode comprenant un polymere ou un compose tels qu’ici definis. Par exemple, Ie materiau d’electrode comprend en outre un materiau conducteur, un liant, ou une combinaison des deux. Le materiau d’electrode peut aussi contenir du soufre elementaire libre (Sx). Selon un mode de realisation, le materiau conducteur est choisi parmi le noir de carbone, le carbone KetjenMC, le carbone Shawinigan, le noir d'acetylene, le graphite, le graphene, les fibres de carbone (telles les nanofibres de carbone (par exemple, VGCF forme en phase gazeuse)), et les nanotubes de carbone, ou une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Selon un mode de realisation, le liant est un liant polymere de type polyether, polymere fluore, ou un liant soluble dans I’eau. Selon un exemple, le liant polymere de type polyether est lineaire, ramifie et/ou reticule et est base sur le poly(oxyde d’ethylene) (PEO), le poly(oxyde de propylene) (PPO) ou d’un melange des deux (ou un co-polymere EO/PO), et comprend eventuellement des unites reticulables. Selon un autre exemple, le liant polymere fluore est le PVDF (fluorure de polyvinylidene) ou le PTFE (polytetrafluoroethylene). Enfin, des exemples de Hants solubles dans I’eau incluent le SBR (caoutchouc styrene¬ butadiene), le NBR (caoutchouc acrylonitrile-butadiene), le HNBR (NBR hydrogene), le CHR (caoutchouc d’epichlorohydrine), ou ACM (caoutchouc d’acrylate), comprenant eventuellement du CMC (carboxymethylcellulose). 65 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 Selon un aspect additionnel, la presente description concerne aussi une electrode positive comprenant un materiau d’electrode tel qu’ici defini, applique sur un collecteur de courant. Selon un aspect additionnel, la presente description concerne aussi un electrolyte comprenant un polymere tel qu’ici defini ou un compose tel qu’ici defini. Selon un mode de realisation, I’electrolyte est un electrolyte liquide comprenant un sei dans un solvant. Selon une alternative, I’electrolyte est un electrolyte en gel comprenant un sei dans un solvant et optionnellement un polymere solvatant. Selon une seconde alternative, I’electrolyte est un electrolyte polymere solide (SPE) comprenant un sei dans un polymere solvatant. Par exemple, Ie polymere tel qu’ici defini ou un compose tel qu’ici defini est un additif. Alternativement, Ie polymere solvatant du SPE est Ie polymere tel qu’ici defini ou un compose tel qu’ici defini. Selon un autre mode de realisation, Ie sei est un sei de lithium. Selon un mode de realisation, I’electrolyte comprend en outre du soufre elementaire, un liant, un additif ou une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Un autre aspect se refere aux cellules electrochimiques comprenant une cathode, un electrolyte et une anode, dans laquelle la cathode comprend un materiau d’electrode tel qu’ici defini. Selon une alternative, ces cellules electrochimiques comprennent une electrode negative, un electrolyte et une electrode positive telle qu’ici definie. Selon une alternative, ces cellules electrochimiques comprennent une cathode, une anode et un electrolyte tel qu’ici defini. La presente description se refere aussi aux piles au lithium comprenant une telle cellule electrochimique. En dernier lieu, la presente description se refere aux procedes de fabrication des polymeres et composes ici definis, des materiaux d’electrodes, materiaux d’electrolytes, des electrodes, des electrolytes et des cellules electrochimiques les comprenant. L’utilisation de ces cellules electrochimiques est aussi envisagee, plus particulierement dans des appareils nomades, par exemple les 75 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 telephones portables, les appareils photo, les tablettes ou les ordinateurs portables, dans des vehicules electriques ou hybrides, ou dans Ie stockage d’energie renouvelable. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La Figure 1 presente les resultats de capacite (mAh/g) et de pourcentage de retention de capacite en fonction du nombre de cycles en (A) pour la Cellule 1 (reference) incluant Ie disulfure de polyimide et en (B) pour la Cellule 2 incluant Ie polyimide-co-polysulfure incluant 35% en poids de soufre. La Figure 2 montre une courbe galvanostatique presentant les resultats de capacite (mAh/g) en fonction du voltage (V) pour Ie premier cycle en C/10 de la Cellule 2 incluant Ie copolymere presente a I’Exemple 1 (c). La Figure 3 montre les courbes galvanostatiques presentant les resultats de capacite (mAh/g) en fonction du voltage (V) du premier cycle de chargedecharge pour la Cellule 3 (ligne pointillee), la Cellule 4 (ligne pleine epaisse) et la Cellule 5 (ligne pleine mince). La Figure 4 montre les courbes galvanostatiques presentant les resultats de capacite (mAh/g) en fonction du voltage (V) du premier cycle de chargedecharge pour la Cellule 6 (ligne pointillee) et pour la Cellule 7 (ligne pleine). La Figure 5 (A) montre les courbes de cyclovoltammetrie des Cellules 8 (ligne pointillee) et 9 (ligne pleine) incluant Ie materiau actif de I’Exemple 1 (h) et la Figure 5 (B) montre les courbes galvanostatiques presentant les resultats de capacite (mAh/g) en fonction du voltage (V) du premier cycle de chargedecharge des Cellules 8 et 9. La Figure 6 presente les spectres de transmission infrarouge des materiaux actifs d’electrode presentes aux Examples 1 (b), (c), (d), des monomeres utilises lors de la copolymerisation, du copolymere imide sans ajout de soufre et du soufre elementaire. 85 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 La Figure 7 montre les spectres de transmission infrarouge des materiaux actifs d’electrode presentes aux Exemples 1 (f) et 1 (g), des monomeres utilises lors de la copolymerisation, du soufre elementaire et du copolymere sans ajout de soufre. La Figure 8 montre les spectres de transmission infrarouge du materiau actif presente a I’Exemple 1 (h), des monomeres utilises lors de la copolymerisation, du soufre elementaire et du copolymere sans ajout de soufre. La figure 9 montre les resultats de conductivite ionique (S cm-1) pour Ie copolymere presente a I’Exemple 1 (c) en fonction de la temperature (K’1). La figure 10 montre les resultats de conductivite ionique (S cirr1) pour Ie copolymere presente a I’Exemple 1 (d) en fonction de la temperature (K-1). La figure 11 montre les resultats de conductivite ionique (S cm-1) pour Ie copolymere presente a I’Exemple 1 (g) en fonction de la temperature (K’1). Les valeurs de conductivite ionique pour un film tel que decrit a I’Exemple 5 (c) sont presentees en (A); et les valeurs de conductivite ionique sous forme de poudre pressee tel que decrit a I’Exemple 5 (d) sont presentees en (B). DESCRIPTION DETAILLEE Tous les termes et expressions techniques et scientifiques utilises ici ont les memes definitions que celles generalement comprises par la personne versee dans Part de la technologie actuelle. La definition de certains termes et expressions utilises est neanmoins fournie ci-dessous. Le terme « environ » tel qu'utilise dans Ie present document signifie approximativement, dans la region de, et autour de. Lorsque le terme « environ » est utilise en lien avec une valeur numerique, il la modifie, par exemple, audessus et en dessous par une variation de 10% par rapport a la valeur nominale. Ce terme peut aussi tenir compte, par exemple, de I'erreur experimentale d'un appareil de mesure ou de I’arrondissement. 95 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 Lorsqu'un intervalle de valeurs est mentionne dans la presente demande, les bornes inferieures et superieures de I'intervalle sent, a moins d'indications contraires, toujours incluses dans la definition. Les structures chimiques decrites ici sont dessinees suivant les conventions du domaine. Aussi, lorsqu’un atome, comme un atome de carbone, tel que dessine semble inclure une valence incomplete, alors on assume que la valence est satisfaite par un ou plusieurs atomes d’hydrogene meme s’ils ne sont pas explicitement dessines. Teis qu’ici utilises, les termes « alkyle » ou « alkylene » referent a des groupements hydrocarbones satures ayant entre un et seize atomes de carbone, incluant les groupements lineaires ou ramifies. Des exemples de groupements alkyles comprennent, sans limitation, methyle, ethyle, propyle, butyle, pentyle, hexyle, heptyle, octyle, nonyle, decyle, isopropyle, fe/t-butyle, sec-butyle, isobutyle, et ainsi de suite. Lorsque Ie groupement alkyle est localise entre deux groupements fonctionnels, alors Ie terme alkylene peut egalement etre utilise, tel que methylene, ethylene, propylene, et ainsi de suite. Les termes « Ci-Ciialkyle » et « Ci-Ciialkylene » referent respectivement a un groupement alkyle ou alkylene ayant du nombre « i » au nombre « ii » d’atome(s) de carbone. Tel qu’ici utilises, les termes « aryle » ou « arylene » referent a des groupements aromatiques possedant 4n+2 electrons jr(pi), ou n est un nombre entier allant de 1 a 3, dans un systeme conjugue monocyclique ou polycyclique (fusionne ou non) et ayant de six a 20 atomes de cycles. Un systeme polycyclique inclut au moins un cycle aromatique. Le groupement peut etre lie directement, ou connecte via un groupement Ci-Csalkyle. Des exemples de groupements aryles incluent, sans limitation, phenyle, benzyle, phenethyle, 1-phenylethyl, tolyle, naphtyle, biphenyle, terphenyle, indenyle, benzocyclooctenyle, benzocycloheptenyle, azulenyle, acenaphthylenyle, fluorenyle, phenanthrenyle, anthracenyle, perylenyle, et ainsi de suite. Lorsque le groupement aryle est localise entre deux groupements fonctionnels, alors le terme arylene peut 105 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 egalement etre utilise. Le terme aryle ou arylene inclut les groupements substitues ou non substitues. Par exemple, le terme “Ce-Cnaryle” refere a un groupe aryles ayant de 6 au nombre “n” indique d’atomes de carbone dans la structure cyclique. Le terme “substitue”, lorsqu’inclut en association avec un groupement refere a un groupement ou au moins un atome d’hydrogene a ete remplace par un substituant approprie. Des exemples non-limitatifs de substituants comprennent cyano, halogene (c’est-a-dire F, Cl, Br, ou I), amide, nitro, trifluoromethyle, alkyle inferieur, cycloalkyle, heterocycloalkyle, aryle, heteroaryle, alkoxy inferieur, aryloxy, benzyloxy, benzyle, alkoxycarbonyle, sulfonyle, sulfonate, silane, siloxane, phosphonato, phosphinato, et ainsi de suite. Ces substituants peuvent aussi etre substitues si permissible, par exemple, si le celui-ci contient un groupement alkyle, alkoxy, aryle, etc. La presente description concerne la copolymerisation du soufre elementaire avec un monomere organique ou la reaction du soufre avec un compose comprenant un pont disulfure. Par exemple, la presente demande comprend un polymere, celui-ci etant le resultat de la copolymerisation du soufre avec un polyimide electrochimiquement actif. Dans I’alternative, la reaction du soufre se fait avec un disulfure de diimide, obtenant ainsi un compose comprenant une partie sulfuree et une partie organique, les deux etant electrochimiquement actives. Non seulement ces composes et polymeres permettront d’ameliorer les performances electrochimiques du soufre en reduisant ou en eliminant les problemes de dissolution, ils pourraient egalement contribuer a la capacite etant donne la presence de la partie organique, celle-ci etant aussi active en oxydoreduction. Le materiau d’electrode comprenant le polymere ou compose ici decrit peut done etre qualifie de materiau d’electrode positive hybride organo-soufre. Par exemple, le polymere est un copolymere compose d’un segment polyimide electrochimiquement actif et d’un segment polysulfure de forme -S-(S)m-S- (ou m 1). Un exemple de polymere est represente par la Formule I : 115 10 15 20 CA 03075242 2020-03-06 Formule I dans laquelle : A est choisi parmi les groupements insatures permettant la delocalisation des electrons, par example, les groupements aryles et heteroaryles substitues ou non substitues, et leurs equivalents polycycliques fusionnes ou non; R est un groupement organique de liaison substitue ou non substitue choisi parmi C2-ealkylene lineaire ou ramifie, C2-6alkyleneoxy lineaire ou ramifie, C2- ealkyleneglycol lineaire ou ramifie, C2-6alkyleneoxyC2-6alkylene lineaire ou ramifie, poly(C2-6alkyleneglycol) lineaire ou ramifie, Ce-i2arylene, C3- i2cycloalkylene, C5-i2heteroarylene, C3-i2heterocycloalkylene; m represente Ie nombre moyen d’atomes de soufre inseres dans Ie pont disulfure des mailions du polymere et ne peut etre nul, c’est-a-dire m > 0, par exemple 0 < m 8, ou 1 m 6, ou 1 m 4; et n represente Ie nombre moyen d’unites dans Ie polymere, par exemple, n peut etre situe dans I’intervalle de 2 a 500, ou de 5 a 300. Selon un exemple, A peut etre choisi parmi les groupements benzene, naphtalene, perylene, et biphenyle. Par exemple, A est un groupement benzene et Ie polymere est de Formule l(a) :CA 03075242 2020-03-06 dans laquelle R, m et n sont tels que definis ici. Selon un autre exemple, R peut etre choisi parmi les groupements benzene, ethylene, propylene, poly(ethylene glycol), poly(propylene glycol), et les copolymeres d’ethylene glycol et de propylene glycol. 5 Par exemple, A et R sont des groupements benzene et Ie polymere est de Formule 1(b) ou 1(c) : 10 dans lesquelles m et n sont tels que definis ici. Selon un autre exemple, Ie materiau actif est plutot un compose de Formule II : Formule II 135 10 15 20 CA 03075242 2020-03-06 dans laquelle A et R sont tels qu’ici definis et m represente Ie nombre d’atomes de soufre insere dans Ie pent disulfure du compose, par exemple, m > 0, par example 0 < m 8, ou 1 m 6, ou 1 m 4. Par exemple, A est un benzene et Ie polymere est de Formule Il(a) : Formule ll(a) dans laquelle R et m sont tels que definis ici. Par exemple, R est un benzene et Ie polymere est de Formule Il(b) : Formule ll(b) dans laquelle m est tel que defini ci-dessus. La presente demande decrit aussi un procede de synthese des polymeres tels qu’ici definis et comprenant un hybride organo-sulfure comprenant des etapes de polymerisation et de sulfuration par reaction avec du soufre elementaire, ces etapes etant effectuees dans un ordre ou I’autre. Par exemple, Ie procede comprend les etapes suivantes : a) polymerisation par polycondensation entre un dianhydride et un disulfure de diamine afin de former un polyimide electrochimiquement actif; et b) insertion d’un segment polysulfure (de forme -(S)m-; ou m 1), par copolymerisation du polyimide electrochimiquement actif et du soufre elementaire Ss. 145 10 15 20 CA 03075242 2020-03-06 Selon un exemple, Ie segment organique du copolymere est synthetise par polycondensation entre Ie dianhydride pyromellitique (1) et Ie disulfure de 4- aminophenyle (2) pour former Ie polyimide (3). Par exemple, la polycondensation s’effectue a une temperature d’environ 150 °C. Le copolymere peut etre prepare par un procede de polymerisation comme illustre dans le Schema 1: Schema 1 Selon un exemple, le segment polysulfure (de forme -(S)m-; ou m 1) est ensuite insere au niveau du lien disulfure. [.’insertion peut alors s’effectuer en chauffant a une temperature de 150°C ou plus, ou 185°C ou plus, ou se situant entre 160°C et 200°C, le polyimide electrochimiquement actif comprenant le pont disulfure ainsi que du soufre elementaire Ss. L’etape de chauffage permet I’ouverture du cycle du soufre elementaire Ss afin d’inserer un segment polysulfure (de forme -(S)m-; ou m 1) dans le lien disulfure et de former un polysulfure. L’insertion du segment polysulfure peut etre effectuee par un procede tel qu’illustre dans le Schema 2 dans lequel l’insertion du segment polysulfure (de forme -(S)m-; ou m 1) est effectuee sur le pont disulfure du polyimide (3) a 185°C afin d’obtenir un polyimide-co-polysulfure (4): 3 4 Schema 2 155 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 Dans I’alternative, la presente demande decrit un procede synthese des polymeres tels qu’ici definis et comprenant un hybride organo-sulfure comprenant les etapes suivantes : a) synthese d’un co-monomere amino-soufre par I’insertion d’un segment (de forme -(S)m-; ou m 1) formant un polysulfure s’effectuant par polymerisation d’un disulfure de diamine et de soufre elementaire Ss; et b) polycondensation du co-monomere amino-soufre et du dianhydride afin de former Ie polyimide. Selon un exemple, Ie segment polysulfure (de forme -(S)m-; ou m 1) est insere au niveau du lien disulfure du disulfure de diamine. L’insertion peut s’effectuer en chauffant a une temperature de 150°C ou plus, ou 185°C ou plus, ou se situant entre 160°C et 200°C, Ie soufre elementaire Ss et Ie disulfure de de diamine comprenant Ie pont disulfure. L’etape de chauffage permet I’ouverture du cycle du soufre elementaire Ss afin d’inserer un segment polysulfure dans Ie lien disulfure afin de former un polysulfure. L’insertion du segment polysulfure peut etre effectuee par un procede tel qu’illustre au Schema 3 dans lequel l’insertion du segment polysulfure est effectuee a 185°C sur Ie pont disulfure du disulfure de 4-aminophenyle (2) afin d’obtenir un co-monomere amino-soufre (3): NH2 185°C~ n H2N— S-(s)-S— NH2 Schema 3 Selon un exemple, la polymerisation s’effectue ensuite par polycondensation entre Ie co-monomere amino-soufre (3) et Ie dianhydride pyromellitique (4) pour former Ie polyimide-co-polysulfure (5). La polycondensation peut s’effectuer, par exemple, a une temperature d’environ 150 °C. Le polymere peut etre prepare par un procede de polymerisation tel qu’illustre dans le Schema 4: 165 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 Schema 4 Dans lequel les valeurs de m et n sont determinees en fonction du pourcentage massique de soufre dans Ie melange reactionnel. Le pourcentage massique de soufre dans le copolymere peut varier de 0,1% a 99,9%, par exemple, entre 5% et 95%. Le polymere peut aussi contenir une certaine quantite residuelie de soufre elementaire libre non-insere dans le lien disulfure, particulierement lorsqu’une grande proportion de soufre est incluse a I’etape d’insertion. La presente demande propose egalement un materiau d’electrode positive comprenant un polymere ou compose tel qu’ici defini comme materiau electrochimiquement actif. Selon un exemple, le materiau d’electrode positive peut comprendre en outre un materiau conducteur d’electrons, un liant, ou une combinaison. Le materiau d’electrode peut aussi contenir du soufre elementaire libre (Sx). Des exemples non limitatifs de materiau conducteur peuvent comprendre une source de carbone telle que le noir de carbone, le carbone Ketjen™, le carbone Shawinigan, le noir d'acetylene, le graphite, le graphene, les fibres de carbone (telles les nanofibres de carbone (par exemple, VGCF forme en phase gazeuse)), et les nanotubes de carbone, ou une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, le materiau conducteur est une combinaison de VGCF et de Ketjen™ Black. Des exemples non limitatifs de liants comprennent un polymere de type polyether lineaire, ramifie et/ou reticule et pouvant etre base sur le poly(oxyde d’ethylene) (PEG), le poly(oxyde de propylene) (PPG) ou d’un melange des deux (ou un co¬ polymere EO/PO), et comprenant eventuellement des unites reticulables; un polymere fluore tel que le fluorure de polyvinylidene (PVDF) ou le 175 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 polytetrafluoroethylene (PTFE); ou un liant soluble dans I’eau tel que Ie caoutchouc styrene-butadiene (SBR), Ie caoutchouc acrylonitrile-butadiene (NBR), Ie NBR hydrogene (HNBR), Ie caoutchouc d’epichlorohydrine (CHR), ou caoutchouc d’acrylate (ACM), et comprenant optionnellement du carboxymethylcellulose (CMC). Par example, Ie liant est Ie PVDF et est dissout dans Ie N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) lorsque melange aux autres composantes d’un materiau d’electrode positive pour I’epandage, Ie solvant etant ensuite elimine. Selon un exemple, Ie materiau d’electrode positive peut etre applique sur un collecteur de courant (par exemple, aluminium, cuivre) alternativement I’electrode positive peut etre autosupportee. Par exemple, Ie collecteur de courant est I’aluminium. La presente demande propose egalement une cellule electrochimique comprenant au moins Ie materiau d’electrode positive tel qu’ici defini, une electrode negative et un electrolyte. L’electrolyte est alors choisi pour sa compatibilite avec les differents elements de la batterie. Tout type electrolyte est envisage, par exemple, les electrolytes liquides, gels ou solides. La presente demande propose egalement un electrolyte comprenant un polymere tel qu’ici defini ou un compose tel qu’ici defini. Selon un exemple, l’electrolyte est un electrolyte liquide comprenant un sei dans un solvant. Selon une alternative, l’electrolyte est un electrolyte en gel comprenant un sei dans un solvant et optionnellement un polymere solvatant. Selon une autre alternative, l’electrolyte est un electrolyte polymere solide (SPE) comprenant un sei dans un polymere solvatant. Les electrolytes compatibles comprennent generalement au moins un sei de lithium tel que I’hexafluorophosphate de lithium (LiPFe), Ie bis(trifluoromethanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI), Ie bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI), Ie 2-trifluoromethyl-4,5-dicyano- 185 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 imidazolate de lithium (LiTDI), Ie 4,5-dicyano-1,2,3-triazolate de lithium (LiDCTA), Ie bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide de lithium (LiBETI), Ie tetrafluoroborate de lithium (LiBF4), Ie bis(oxalato) borate de lithium (LiBOB), Ie nitrate de lithium (LiNOs), Ie chlorure de lithium (LiCI), Ie bromure de lithium (LiBr), Ie fluorure de lithium (LiF), et les compositions les comprenant dissous dans un solvant non aqueux (organique) ou dans un polymere solvatant. Par exemple, I’electrolyte est Ie LiTFSI dissout dans Ie dimethoxyethane (DME) et de 1,3-dioxolane (DOL) (DME/DOL) et de nitrate de lithium (1%, LiNOs). Selon un autre exemple, I’electrolyte peut comprendre en outre du soufre elementaire, un liant d’electrolyte, un separateur, un additif ou une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. Par exemple, Ie liant d’electrolyte est Ie PVDF (fluorure de polyvinylidene). Par exemple, I’electrolyte comprend entre 0 % en masse et 25 % en masse, particulierement entre 0 % en masse et 20 % en masse, plus particulierement entre 5 % en masse et 15 % en masse, encore plus particulierement entre 7 % en masse et 13 % en masse et idealement 10 % en masse de liant d’electrolyte, bornes superieures et inferieures incluses. Des exemples non limitatifs de separateur peuvent comprendre des membranes de polyethylene (PE), de polypropylene (PP), de cellulose, de polytetrafluoroethylene (PTFE), poly(fluorure de vinylidene) (PVdF) et de polypropylene-polyethylene-polypropylene (PP/PE/PE). Selon un autre exemple, I’electrolyte est un electrolyte polymere solide (SPE) comprenant un sei tel qu’ici defini dans un polymere solvatant dans lequel Ie polymere solvatant est Ie polymere tel qu’ici defini. Par exemple, Ie SPE comprend entre 60 % en masse et 95 % en masse, particulierement entre 65 % en masse et 90 % en masse, plus particulierement entre 70 % en masse et 85 % en masse, encore plus particulierement entre 75 % en masse et 85 % en masse et idealement 80 % en masse du polymere tel qu’ici defini, bornes superieures et inferieures incluses. Par exemple, Ie SPE comprend entre 5 % en masse et 40 % 195 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 en masse, particulierement entre 10 % en masse et 35 % en masse, plus particulierement entre 15 % en masse et 30 % en masse, encore plus particulierement entre 15 % en masse et 25 % en masse et idealement 20 % en masse de sei, bornes superieures et inferieures incluses. La presente demande propose egalement une cellule electrochimique comprenant une cathode, une anode et un electrolyte tel qu’ici defini. Par extension, la presente demande envisage aussi une cellule electrochimique comprenant une cathode, une anode et un electrolyte, dans laquelle I’electrolyte et la cathode sont tels qu’ici definis. Selon un autre aspect, une cellule electrochimique de la presente demande est comprise dans un accumulateur au lithium. Par exemple, I’accumulateur au lithium est une batterie lithium-soufre. Selon un autre aspect, les cellules electrochimiques de la presente demande sont utilisees dans des appareils nomades, par exemple les telephones portables, les appareils photo, les tablettes ou les ordinateurs portables, dans des vehicules electriques ou hybrides, ou dans Ie stockage d’energie renouvelable. EXEMPLES Les exemples qui suivent sont a titre d'illustration et ne doivent pas etre interpretes comme limitant davantage la portee de ('invention telle que decrite. Exemple 1 - Synthese de materiaux actifs d’electrodes hybrides organosulfures a) Copolymerisation de dianhydride pyromellitique, de disulfure de 4- aminophenyle et de soufre (5% en masse) La synthese du materiau d’electrode a ete effectuee dans un flacon de 25 mL muni d’un barreau magnetique. Le materiau actif d’electrode a ete prepare en combinant 0,085 g de soufre elementaire Ss (0,33 mmol) et 0,745 g de disulfure 205 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 de 4-aminophenyle (3 mmol). Le flacon a ensuite ete ferme hermetiquement et mis sous un flux de gaz inerte (N2). Une fois I’atmosphere du flacon purge, le melange a ete chauffe a une temperature de 185°C sous agitation constante de 500 rpm durant environ 30 minutes, jusqu’a I’obtention d’un liquide homogene. Le melange a ensuite ete refroidi a une temperature de 150°C et le bouchon hermetique a ensuite ete retire afin d’ajouter 0,654 g de dianhydride pyromellitique (3 mmol) prealablement dissout dans un solvant organique, le N,N-dimethylformamide (DMF). Le flacon contenant le melange a ensuite ete recouvert et garde a une temperature de 150°C sous agitation (500 rpm) pour une duree de 26 heures. Le melange a ensuite ete refroidi. Le solide ainsi produit a ete recupere, lave avec du tetrahydrofurane (THF) et seche sous vide afin de sublimer le soufre n’ayant pas reagi. Finalement, le pourcentage de soufre dans le materiau actif d’electrode (polymere) produit a ete determine par analyse elementaire. Le materiau actif d’electrode du present exemple comprenait 5% de soufre. b) Copolymerisation de dianhydride pyromellitique, de disulfure de 4- aminophenyle et de soufre (25% en masse) La synthese d’un materiau actif d’electrode a ete effectuee selon le procede presente a I’Exemple 1(a). Les masses de soufre elementaire Ss et de disulfure de 4-aminophenyle pour la synthese du co-monomere amino-soufre etaient respectivement de 0,309 g (1,206 mmol) et de 0,447 g (1,8 mmol) et la masse de dianhydride pyromellitique pour la polycondensation etait de 0,393 g (1,8mmol). Le materiau actif d’electrode ainsi produit comprenait 25% en masse de soufre tel que determine par analyse elementaire. c) Copolymerisation de dianhydride pyromellitique, de disulfure de 4- aminophenyle et de soufre (35% en masse) La synthese d’un materiau actif d’electrode a ete effectuee selon le procede presente a I’Exemple 1(a). Les masses de soufre elementaire Ss et de disulfure de 4-aminophenyle pour la synthese du co-monomere amino-soufre etaient 215 10 15 20 CA 03075242 2020-03-06 respectivement de 1,033 g (4,026 mmol) et de 1 g (4,026 mmol) et la masse de dianhydride pyromellitique pour la polycondensation etait de 0,878 g (4,026 mmol). Le materiau actif d’electrode ainsi produit comprenait 35% en masse de soufre tel que determine par analyse elementaire. d) Copolymerisation de dianhydride pyromellitique, de disulfure de 4- aminophenyle et de soufre (63% en masse) La synthese de ce materiau actif d’electrode a ete effectuee selon le procede presente a I’Exemple 1(a). Les masses de soufre elementaire Ss et de disulfure de 4-aminophenyle pour la synthese du co-monomere amino-soufre etaient respectivement de 2,463 g (9,6 mmol) et de 0,397 g (1,6 mmol) et la masse de dianhydride pyromellitique pour la polycondensation etait de 0,349 g (1,6 mmol). Le materiau actif d’electrode ainsi obtenu comprenait 63% en masse de soufre tel que determine par analyse elementaire. e) Copolymerisation de dianhydride pyromellitique, de disulfure de 4- aminophenyle et de soufre (95% en masse) La synthese de ce materiau actif d’electrode a ete effectuee selon le procede presente a I’Exemple 1 (a). Les masses de soufre elementaire Ss et de disulfure de 4-aminophenyle pour la synthese du co-monomere amino-soufre etaient respectivement de 8,978 g (35 mmol) et de 0,248 g (1 mmol) et la masse de dianhydride pyromellitique pour la polycondensation etait de 0,218 g (1 mmol). Le materiau actif d’electrode ainsi produit comprenait 95% en masse de soufre tel que determine par analyse elementaire. 225 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 f) Copolymerisation de dianhydride de naphtalene-1,4,5,8- tetracarboxylique, de disulfure de 4-aminophenyle et de soufre (20 % en masse) La synthese du materiau d’electrode a ete effectuee dans un flacon de 25 mL muni d’un barreau magnetique. Le materiau actif d’electrode a ete prepare en combinant 0,923 g de soufre elementaire Ss (3,6 mmol) et 0,447 g de disulfure de 4-aminophenyle (1,8 mmol). Le flacon a ensuite ete ferme hermetiquement et mis sous un flux de gaz inerte (N2). Une fois I’atmosphere du flacon purge, le melange a ete chauffe a une temperature de 185°C sous agitation constante de 500 rpm durant environ 30 minutes, jusqu’a I’obtention d’un liquide homogene. Le melange a ensuite ete refroidi a une temperature de 150°C et le bouchon hermetique a ensuite ete retire afin d’ajouter 0,483 g de dianhydride de naphtalene-1,4,5,8-tetracarboxylique (1,8 mmol) prealablement dissout dans un solvant organique, le N,N-dimethylformamide (DMF). Le flacon contenant le melange a ensuite ete recouvert et garde a une temperature de 150°C sous agitation (500 rpm) pour une duree de 26 heures. Le melange a ensuite ete refroidi. Le solide ainsi produit a ete recupere, lave avec du tetrahydrofurane (THF) et seche sous vide afin de sublimer le soufre n’ayant pas reagi. Finalement, le pourcentage de soufre dans le materiau actif d’electrode (polymere) produit a ete determine par analyse elementaire. Le materiau actif d’electrode du present exemple comprenait 20% de soufre. g) Copolymerisation de dianhydride de naphtalene-1,4,5,8-tetracarboxylique, de disulfure de 4-aminophenyle et de soufre (30 % en masse) La synthese d’un materiau actif d’electrode a ete effectuee selon le procede presente a I’Exemple 1(f). Les masses de soufre elementaire Ss et de disulfure 235 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 de 4-aminophenyle pour la synthese du co-monomere amino-soufre etaient respectivement de 2,052 g (8 mmol) et de 1,987 g (8 mmol) et la masse de dianhydride de naphtalene-1,4,5,8-tetracarboxyliquepour la polycondensation etait de 2,145 g (8 mmol). Le materiau actif d’electrode ainsi produit comprenait 30% en masse de soufre tel que determine par analyse elementaire. h) Copolymerisation de dianhydride pyromellitique et de cystamine par polycondensation suivie de I’insertion du soufre (20 % en masse) La synthese du copolymere a ete effectuee dans un flacon de 100 mL muni d’un barreau magnetique. Le materiau a ete prepare en combinant 7,614 g de dichlorhydrate de cystamine (0,5 mol) et 10,91 g de dianhydride pyromellitique (0,5 mol). Le melange a ensuite ete chauffe a une temperature de 150°C sous agitation (500 rpm) pour une duree de 26 heures. Le melange a ensuite ete refroidi. Le solide ainsi produit a ete recupere, lave avec du tetrahydrofurane (THF). 1,204 g de ce copolymere a ensuite ete disperse dans du NMP puis 1,846g de soufre elementaire Ss (50% en masse) a ete ajoute. Le flacon a ensuite ete ferme hermetiquement et mis sous un flux de gaz inerte (N2). Une fois I’atmosphere du flacon purge, le melange a ete chauffe a une temperature de 185°C sous agitation constante de 500 rpm durant environ 20 heures. Le melange a ensuite ete refroidi. Le solide ainsi produit a ete recupere, lave avec du tetrahydrofurane (THF) et seche sous vide afin de sublimer le soufre n’ayant pas reagi. Finalement, le pourcentage de soufre dans le materiau actif d’electrode (polymere) produit a ete determine par analyse elementaire. Le materiau actif d’electrode du present exemple comprenait 20 % de soufre. Exemple 2- Preparation de cellules electrochimiques a) Cathode Le materiau de la cathode est compose de 60% en masse du materiau d’electrode organo-sulfure hybride, soit le polyimide-co-polysulfure de I’Exemple 1, soit de polyimide disulfure (reference), 30% en masse de carbone conducteur 245 10 15 20 CA 03075242 2020-03-06 (15% VGCF et 15% de carbone KetjenMC 600) et de 10% en masse de liant, soit Ie poly(fluorure de vinylidene) (PVDF) dissout dans Ie N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). Le collecteur de courant est I’aluminium. Le solvant est evapore apres I’epandage. b) Electrolyte L’electrolyte consiste en une solution de concentration 1M de bis(trifluoromethanesulfonyl)imide de lithium (LiTFSI) dissout dans un melange de dimethoxyethane et de 1,3-dioxolane (DME/DOL) et de nitrate de lithium (1%, LiNOs). c) Anode L'anode est composee de lithium metallique sous forme de film mince. d) Cellule electrochimique Des cellules sont done preparees avec les elements suivants : Li / Electrolyte / Cathode / Al Cellule 1 La Cellule 1 comprend la cathode reference comprenant du polyimide disulfure presente a I’Exemple 2 (a), l’electrolyte presente a I’Exemple 2 (b) et une anode composee de lithium metallique presente a I’Exemple 2 (c). Cellule 2 La Cellule 2 comprend la cathode presentee a I’Exemple 2 (a) qui comprend le materiau d’electrode de I’Exemple 1(c), l’electrolyte presente a I’Exemple 2 (b) et une anode composee de lithium metallique presente a I’Exemple 2 (c). 255 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 Cellule 3 La Cellule 3 comprend la cathode presentee a I’Exemple 2 (a) qui comprend Ie materiau d’electrode de I’Exemple 1 (d), I’electrolyte presente a I’Exemple 2 (b) et une anode composee de lithium metallique presente a I’Exemple 2 (c). Cellule 4 La Cellule 4 comprend la cathode presentee a I’Exemple 2 (a) qui comprend Ie materiau d’electrode de I’Exemple 1(e), I’electrolyte presente a I’Exemple 2 (b) et une anode composee de lithium metallique presente a I’Exemple 2 (c). Cellule 5 La Cellule 5 comprend la cathode presentee a I’Exemple 2 (a) qui comprend Ie materiau d’electrode de I’Exemple 1(b), I’electrolyte presente a I’Exemple 2 (b) et une anode composee de lithium metallique presente a I’Exemple 2 (c). Cellule 6 La Cellule 6 comprend la cathode presentee a I’Exemple 2 (a) qui comprend Ie materiau d’electrode de I’Exemple 1 (f), I’electrolyte presente a I’Exemple 2 (b) et une anode composee de lithium metallique presente a I’Exemple 2 (c). Cellule 7 La Cellule 7 comprend la cathode presentee a I’Exemple 2 (a) qui comprend Ie materiau d’electrode de I’Exemple 1 (g), I’electrolyte presente a I’Exemple 2 (b) et une anode composee de lithium metallique presente a I’Exemple 2 (c). Cellule 8 La Cellule 8 comprend la cathode presentee a I’Exemple 2 (a) qui comprend Ie materiau d’electrode de I’Exemple 1 (h) (sans ajout de soufre), I’electrolyte presente a I’Exemple 2 (b) et une anode composee de lithium metallique presente a I’Exemple 2 (c). 265 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 Cellule 9 La Cellule 9 comprend la cathode presentee a I’Exemple 2 (a) qui comprend Ie materiau d’electrode de I’Exemple 1 (a) contenant 20% en masse de soufre, I’electrolyte presente a I’Exemple 2 (b) et une anode composee de lithium metallique presente a I’Exemple 2 (c). Exemple 3- Proprietes electrochimiques Les mesures electrochimiques ont ete effectuees sur les cellules electrochimiques de I’Exemple 2(d). Comme demontre avec la Figure 1, la presence de soufre insere dans Ie pont disulfure permet I’obtention d’un materiau plus performant ayant une capacite et une cyclabilite ameliorees. Les Figures 1 (A) et 1(B) presentent respectivement les resultats de capacite et de retention de la capacite en fonction du nombre de cycles pour la Cellule 1 (reference) et pour la Cellule 2. En effet, en comparant les resultats presentes, une amelioration significative de la capacite ainsi que du pourcentage de retention de la capacite est observable pour la Cellule 2 en comparaison de la Cellule 1. La Figure 2 presente les resultats de capacite en fonction du voltage pour Ie premier cycle en C/10 de la Cellule 2 dans lequel la contribution du polymere a la capacite du nouveau materiau peut etre constatee par la presence du plateau a environ 2,2V. La Cellule 2 obtient une capacite de premiere decharge de 290 mAhg1 en C/10 et un pourcentage de retention de capacite de 65% apres 100 cycles en C/2. La Figure 3 presente la premiere courbe de charge-decharge des Cellules 3 a 5 en C/10, ou la capacite initiate varie en fonction de la nature du materiau actif. La capacite obtenue avec la Cellule 3, la Cellule 4 et la Cellule 5 est respectivement de 407 mAhg'1, de 570 mAhg'1 et de 277 mAhg'1. La Figure 4 presente les resultats de capacite en fonction du voltage pour Ie premier cycle en C/10 des Cellules 6 et 7 dans lequel la contribution du soufre a la capacite du nouveau materiau peut etre constatee par la presence du plateau 275 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 a environ 2,05V. La Cellule 6 obtient une capacite de premiere decharge de 305 mAhg1 en C/10 et un pourcentage de retention de capacite de 91% apres 50 cycles en C/2. Pour la Cellule 7, la capacite de la premiere decharge est de 443 mAhg-1 en C/10 et presente un pourcentage de retention de capacite de 75% apres 50 cycles. La Figure 5 (a) presente les cyclovoltamogrammes des Cellules 8 et 9. II est possible de constater I’effet de I’ajout de soufre sur I’intensite des pics de reduction et d’oxydation (redox). De plus, on obtient une augmentation de la capacite lors de I’ajout de soufre observable a la Figure 5 (b). La Cellule 8 obtient une capacite de premiere decharge de 138 mAhg~1 en C/10 et un pourcentage de retention de capacite de 37% apres 100 cycles en C/2. Pour la Cellule 9, la capacite obtenue a la premiere decharge est de 195 mAhg'1 en C/10 et presente un pourcentage de retention de capacite de 50% apres 100 cycles Exemple 4 - Caracterisation et determination de la composition des materiaux La composition des materiaux presentes a I’Exemple 1 a ete determinee a I’aide de spectres de transmission infrarouge. La Figure 6 presente les spectres de transmission infrarouge des materiaux actifs d’electrode presentes aux Exemples 1 (b), (c), (d) ainsi que les spectres des monomeres utilises lors de la copolymerisation, du copolymere imide sans ajout de soufre et Ie spectre du soufre elementaire. La Figure 7 presente les spectres de transmission infrarouge des materiaux actifs d’electrode presentes aux Exemples 1(f) et 1(g) ainsi que les spectres des monomeres utilises lors de la copolymerisation, du soufre elementaire et du copolymere sans soufre ajoute. La Figure 8 presente les spectres de transmission infrarouge du materiau actif d’electrode presente a I’Exemple 1(h) ainsi que les spectres des monomeres 285 10 15 20 25 CA 03075242 2020-03-06 utilises lors de la copolymerisation, du soufre elementaire et du copolymere sans soufre ajoute. Exemple 5- Conductivites ioniques a) Mesure de la conductivite ionique du materiau presente a I’Exemple 1(c) Les resultats de conductivite ionique ont ete obtenus pour Ie copolymere presente a I’Exemple 1(c). Pource faire, Ie copolymere presente a I’Exemple 1(c) a ete melange dans un solvant organique (NMP) avec un sei de lithium (LiTFSI) et avec un liant (PVdF). La dispersion homogene a ete epandue sur une feuille d’acier inoxydable d’une epaisseur de 27 pm. Le film a ensuite ete seche 16 heures a une temperature de 120°C. Le NMP etant evapore, un ratio (copolymere: LiTFSI: PVdF) de 70 : 20: 10 (pourcentage en masse) a ete obtenu. Le film ainsi obtenu a ensuite ete place entre deux electrodes d’acier inoxydable et assemble en pile bouton afin de mesurer la conductivite ionique. La spectroscopie d’impedance electrochimique a ete effectuee entre 800 kHz et 100 Hz a differentes temperatures (25°C, 40°C, 60°C et 80°C). Le graphique, a la Figure 9, presente les valeurs de conductivite mesurees en fonction de la temperature. Une valeur maximale de 3.06 x 10’6 S.cm’1 a ete obtenue a une temperature de 80°C. b) Mesure de la conductivite ionique du materiau presente a I’Exemple 1(d) La conductivite en fonction de la temperature du copolymere soufre presente a I’Exemple 1(d), a ete mesuree en utilisant la methode et les ratios presentes a I’Exemple 5(a). Les resultats de conductivite ionique sont presentes a la Figure 10. Une valeur maximale de 1.12 x 10'8 S.cm-1 a ete obtenue a une temperature de 80 °C. 295 10 15 20 Date ReQue/Date Received 2024-02-02 c) Mesure de la conductivite ionique du materiau presente a I’Exemple 1(g) La conductivite en fonction de la temperature du copolymere soufre presente a I’Exemple 1(g) a ete mesuree en utilisant la methode et les ratios presentes a I’Exemple 5(a). Les resultats sont presentes a la figure 11(A). Une valeur maximale de 6.43 x 10 9 S.cm1 a ete obtenue a une temperature de 80°C. d) Mesure de la conductivite ionique du materiau presente a I’Exemple 1(g) La conductivite ionique a ete mesuree une seconde fois pour Ie copolymere soufre presente a I’Exemple 1(g). Pour ce faire, Ie copolymere soufre presente a I’Exemple 1(g) a ete melange avec 20 % en masse d’un sei de lithium (LiTFSI). Ce melange de solide a ete presse, entre deux electrodes d’acier inoxydable, a une temperature de 150°C pour une duree de 30 minutes. La spectroscopie d’impedance electrochimique a ensuite ete mesuree entre 800 kHz et 100 Hz a differentes temperatures (25°C, 40°C, 60°C et 80°C). Les resultats sont presentes a la Figure 11(B). Une conductivite ionique maximale de 1.1 x10’5 S.cm1 a ete obtenue a une temperature de 40°C. Plusieurs modifications pourraient etre effectuees a I’un ou I’autre des modes de realisations decrits ci-dessus sans sortir du cadre de la presente invention telle qu’envisagee. Selon certains aspects, des modes de realisation de la technologie telle qu’ici decrite comprennent les items suivants : 1. Polymere de Formule I : Formule I 305 10 15 20 Date ReQue/Date Received 2024-02-02 dans laquelle : A est un groupement insature permettant la delocalisation des electrons choisi parmi les groupements aryles et heteroaryles substitues ou non substitues, et leurs equivalents polycycliques fusionnes ou non; R est un groupement organique de liaison substitue ou non substitue choisi parmi un C2-ealkylene lineaire ou ramifie, un C2-ealkyleneoxy lineaire ou ramifie, un C2-6alkyleneglycol lineaire ou ramifie, un C2-6alkyleneoxyC2-ealkylene lineaire ou ramifie, un poly(C2-6alkyleneglycol) lineaire ou ramifie, un Ce-i2arylene, un C3- i2cycloalkylene, un C5-i2heteroarylene, et un C3-i2heterocycloalkylene; m represente Ie nombre moyen d’atomes de soufre inseres dans Ie pont disulfure des mailions du polymere et ne peut etre nul; et n represente Ie nombre moyen d’unites dans Ie polymere et est situe dans I’intervalle de 2 a 500. 2. Polymere selon I’item 1, dans lequel m est 0 < m 8. 3. Polymere selon I’item 2, dans lequel m est 1 m 6. 4. Polymere selon I’item 3, dans lequel m est 1 m 4. 5. Polymere selon I’un quelconque des items 1 a 4, dans lequel n est situe dans I’intervalle de 5 a 300. 6. Polymere selon I’un quelconque des items 1 a 5, dans lequel A est choisi parmi les groupements benzene, naphtalene, perylene, et biphenyle. 7. Polymere selon I’un quelconque des items 1 a 6, Ie polymere etant de Formule l(a) : 31dans laquelle R, m et n sont tels que definis a I’un quelconque des items 1 a 5. 8. Polymere selon I’un quelconque des items 1 a 7, dans lequel R est choisi 5 parmi les groupements benzene, ethylene, propylene, poly(ethylene glycol), poly(propylene glycol), et les copolymeres d’ethylene glycol et de propylene glycol. 9. Polymere selon I’item 8, Ie polymere etant de Formule 1(b) : 10 Formule l(b) dans laquelle m et n sont tels que definis a I’un quelconque des items 1 a 5. 10. Compose de Formule II : 15 dans laquelle : Formule II 32 Date ReQue/Date Received 2024-02-025 10 15 20 25 Date ReQue/Date Received 2024-02-02 A est un groupement insature permettant la delocalisation des electrons choisi parmi les groupements aryles et heteroaryles substitues ou non substitues, et leurs equivalents polycycliques fusionnes ou non; R’ est un groupement organique de liaison choisi parmi un Ca ealkylene lineaire ou ramifie non substitue, un C2-ealkyleneoxy lineaire ou ramifie substitue ou non substitue, un C2-ealkyleneglycol lineaire ou ramifie substitue ou non substitue, un C2-6alkyleneoxyC2-ealkylene lineaire ou ramifie substitue ou non substitue, un poly(C2-6alkyleneglycol) lineaire ou ramifie substitue ou non substitue, un Cei2arylene substitue ou non substitue, un C3-i2cycloalkylene substitue ou non substitue, un C5-i2heteroarylene substitue ou non substitue, et un Csi2heterocycloalkylene substitue ou non substitue; et m’ represente Ie nombre d’atomes de soufre inseres dans Ie pont disulfure du compose et est m’ > 0. 11. Compose selon I’item 10, dans lequel m’ est 0 < m’ 8. 12. Compose selon I’item 11, dans lequel m’ est 1 m’ 6. 13. Compose selon I’item 12, dans lequel m’ est 1 m’ 4. 14. Compose selon I’un quelconque des items 10 a 13, dans lequel R’ est choisi parmi les groupements benzene, ethylene, propylene, poly(ethylene glycol), poly(propylene glycol), et les copolymeres d’ethylene glycol et de propylene glycol. 15. Compose selon I’un quelconque des items 10 a 14, dans lequel A est choisi parmi les groupements benzene, naphtalene, perylene, et biphenyle. 16. Compose selon I’un quelconque des items 10 a 15, Ie compose etant de Formule ll(a) : 335 10 15 20 Date ReQue/Date Received 2024-02-02 Formule ll(a) dans laquelle R’ et m’ sont tels que definis a I’un quelconque des items 10 a 14. 17. Compose selon I’un quelconque des items 10 a 15, Ie compose etant de Formule ll(b) : Formule ll(b) dans laquelle m’ est tel que defini a I’un quelconque des items 10 a 13. 18. Materiau d’electrode comprenant un polymere tel que defini a I’un quelconque des items 1 a 9 ou un compose tel que defini a I’un quelconque des items 10 a 17. 19. Materiau d’electrode selon I’item 18, lequel comprend en outre du soufre elementaire. 20. Materiau d’electrode selon I’item 18 ou 19, lequel comprend en outre un materiau conducteur, un liant, ou une combinaison des deux. 21. Materiau d’electrode selon I’item 20, dans lequel Ie materiau conducteur est choisi parmi Ie noir de carbone, Ie carbone KetjenMC, Ie carbone Shawinigan, Ie noir d'acetylene, Ie graphite, Ie graphene, les fibres de carbone, et les nanotubes de carbone, ou une combinaison d’au moins deux de ceux-ci. 345 10 15 20 25 Date ReQue/Date Received 2024-02-02 22. Materiau d’electrode selon I’item 21, dans lequel les fibres de carbone sont des nanofibres de carbone. 23. Materiau d’electrode selon I’item 22, dans lequel les nanofibres de carbone sont formes en phase gazeuse. 24. Materiau d’electrode selon I’un quelconque des items 20 a 23, dans lequel Ie liant est un liant polymere de type polyether, polymere fluore, ou un liant soluble dans I’eau. 25. Materiau d’electrode selon I’item 24, dans lequel Ie liant polymere de type polyether est lineaire, ramifie et/ou reticule et est base sur Ie poly(oxyde d’ethylene) (POE), Ie poly(oxyde de propylene) (POP), un melange des deux, ou un co-polymere OE/OP. 26. Materiau d’electrode selon I’item 25, dans lequel Ie liant polymere de type polyether comprend en outre des unites reticulables. 71. Materiau d’electrode selon I’item 24, dans lequel Ie liant polymere fluore est Ie PVDF (fluorure de polyvinylidene) ou Ie PTFE (polytetrafluoroethylene). 28. Materiau d’electrode selon I’item 24, dans lequel Ie liant soluble dans I’eau est Ie SBR (caoutchouc styrene-butadiene), Ie NBR (caoutchouc acrylonitrile¬ butadiene), Ie HNBR (NBR hydrogene), Ie CHR (caoutchouc d’epichlorohydrine), ou ACM (caoutchouc d’acrylate). 29. Materiau d’electrode selon I’item 28, dans lequel Ie liant soluble dans I’eau comprend en outre du CMC (carboxymethylcellulose). 30. Electrode positive comprenant un materiau d’electrode tel que defini a I’un quelconque des items 18 a 29 applique sur un collecteur de courant. 31. Electrolyte comprenant un polymere tel que defini a I’un quelconque des items 1 a 9 ou un compose tel que defini a I’un quelconque des items 10 a 17. 355 10 15 20 25 Date ReQue/Date Received 2024-02-02 32. Electrolyte selon I’item 31, I’electrolyte etant un electrolyte liquide comprenant un sei dans un solvant. 33. Electrolyte selon I’item 31, I’electrolyte etant un electrolyte en gel comprenant un sei dans un solvant. 34. Electrolyte selon I’item 33, comprenant en outre un polymere solvatant. 35. Electrolyte selon I’un quelconque des items 32 a 34, Ie solvant etant un solvant polaire aprotique choisi parmi Ie carbonate d'ethylene (EC), Ie carbonate de diethyle (DEC), Ie carbonate de propylene (PC), Ie carbonate de dimethyle (DMC), Ie carbonate de methyle et d'ethyle (EMC), la y-butyrolactone (y-BL), Ie carbonate de vinylene (VC), Ie butyrate de methyle (MB), la y-valerolactone (yVL), Ie 1,2-dimethoxyethane (DME), Ie 1,2-diethoxyethane (DEE), Ie 2- methyltetrahydrofurane, Ie dimethylsulfoxyde, Ie formamide, I’acetamide, Ie dimethylformamide, Ie dioxolane, I’acetonitrile , Ie propylnitrile, Ie nitromethane, I’ethylmonoglyme, Ie trimethoxymethane, les derives de dioxolane, Ie sulfolane, Ie methylsulfolane, les derives de carbonate de propylene, Ie tetrahydrofurane, et leurs melanges. 36. Electrolyte selon I’item 31, I’electrolyte etant un electrolyte polymere solide (SPE) comprenant un sei dans un polymere solvatant. 37. Electrolyte selon I’un quelconque des items 32 a 36, Ie sei etant un sei de lithium. 38. Electrolyte selon I’item 37, Ie sei de lithium etant choisi parmi I’hexafluorophosphate de lithium (LiPFe), Ie bis(trifluoromethanesulfonyl)imidure de lithium (LiTFSI), Ie bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium (LiFSI), Ie 2- trifluoromethyl-4,5-dicyano-imidazolate de lithium (LiTDI), Ie 4,5-dicyano-1,2,3- triazolate de lithium (LiDCTA), Ie bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide de lithium (LiBETI), Ie tetrafluoroborate de lithium (UBF4), Ie bis(oxalato) borate de lithium (LiBOB), Ie nitrate de lithium (LiNOs), Ie chlorure de lithium (LiCI), Ie bromure de lithium (LiBr), Ie fluorure de lithium (LiF), Ie perchlorate de lithium (LiCIO4), 365 10 15 20 25 Date ReQue/Date Received 2024-02-02 I’hexafluoroarsenate de lithium (LiAsFe), Ie trifluoromethanesulfonate de lithium (USO3CF3) (LiTf), Ie fluoroalkylphosphate de lithium Li[PF3(CF2CF3)3] (LiFAP), Ie tetrakis(trifluoroacetoxy)borate de lithium Li[B(OCOCF3)4] (LiTFAB), Ie bis(1,2- benzenediolato(2-)-O,O')borate de lithium Li[B(CeO2)2] (LBBB), et leurs combinaisons. 39. Electrolyte selon I’un quelconque des items 31 a 38, Ie polymere tel que defini a I’un quelconque des items 1 a 9 ou Ie compose tel que defini a I’un quelconque des items 10 a 17 etant un additif. 40. Electrolyte selon I’item 36, Ie polymere solvatant etant Ie polymere tel que defini a I’un quelconque des items 1 a 9. 41. Electrolyte selon I’un quelconque des items 31 a 40, I’electrolyte comprenant en outre du soufre elementaire. 42. Electrolyte selon I’un quelconque des items 31 a 41, I’electrolyte comprenant en outre un liant d’electrolyte. 43. Electrolyte selon I’item 42, dans lequel Ie liant d’electrolyte est un liant polymere de type polyether, polymere fluore, ou un liant soluble dans I’eau. 44. Electrolyte selon I’item 43, dans lequel Ie liant polymere fluore est Ie fluorure de polyvinylidene (PVdF). 45. Cellule electrochimique comprenant une cathode, un electrolyte et une anode, dans lequel la cathode comprend un materiau d’electrode tel que defini a I’un quelconque des items 18 a 29. 46. Cellule electrochimique comprenant une electrode negative, un electrolyte et une electrode positive telle que definie a I’item 30. 47. Cellule electrochimique comprenant une cathode, une anode et un electrolyte tel que defini a I’un quelconque des items 31 a 44. 3748. Cellule electrochimique comprenant une electrode negative, un electrolyte et une electrode positive, dans laquelle I’electrode positive est telle que definie a I’item 30 et I’electrolyte tel que defini a I’un quelconque des items 31 a 44. 49. Pile au lithium comprenant une cellule electrochimique telle que definie a 5 I’un quelconque des items 45 a 48. 38 Date ReQue/Date Received 2024-02-02