Brevet FR3027458A1 — publié le 20160422

MATERIAU D'ELECTRODE DE FORMULE LiFe, ET SON PROCEDE DE PREPARATION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un matériau à base de lithium-borate de formule LiFei,CoB03, ainsi que son utilisation en tant que matériau d'électrode et son procédé de préparation. Le domaine d'utilisation de la présente invention concerne notamment le stockage de l'énergie et plus particulièrement les batteries lithium-ion. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE Au cours des dernières décennies, différents types de batteries ont été développés afin de répondre aux exigences de taille, de poids et de capacité requises en fonction de la nature des dispositifs électroniques. Par exemple, les batteries lithium-ion s'avèrent particulièrement adaptées aux équipements électroniques portables en termes de densité énergétique et de stabilité dans le temps (cycles de charge / décharge). De manière générale, une batterie lithium-ion est un assemblage d'une électrode positive (cathode), comprenant un matériau à base de lithium, et d'une électrode négative (anode), généralement à base de carbone (graphite par exemple). Son fonctionnement est assuré par l'échange réversible d'ions Li + entre la cathode et l'anode, ces électrodes étant séparées par un électrolyte à base de sel de lithium. Au cours du développement des batteries lithium-ion, de nombreux matériaux d'électrode positive ont été testés, notamment les phosphates LiMPO4 (M= Mn, Fe, ou Co). Ces matériaux sont avantageux et suscitent beaucoup d'intérêts eu égard à la sécurité qu'ils offrent et à leur faible coût. Cependant, leur capacité spécifique théorique reste limitée à 170mAh/g pour LiFePO4. Dans le but d'obtenir des batteries ayant des capacités spécifiques plus élevées, d'autres matériaux ont été envisagés, notamment les borates LiMB03 (M = Mn, Fe, ou Co). Ces matériaux présentent l'avantage de présenter une capacité théorique maximale (220mAh/g) supérieure à celle des phosphates LiMP04, tout en étant aussi attrayants en termes de sécurité. Toutefois, les potentiels redox des couples Fe2+/Fe3+ et Mn2+/Mn3+ sont relativement bas, ce qui a pour conséquence de limiter la densité énergétique des composés LiFeB03 et LiMnB03. Le composé LiCoB03 permet d'améliorer la densité énergétique, étant donné que le couple redox Co2+/Co3+ du cobalt possède un potentiel plus élevé que celui des couples Fe2+/Fe3+ et Mn2+/Mn3+. Néanmoins, l'inconvénient du composé LiCoB03, par rapport aux composés LiFeB03 et LiMnB03, est qu'il présente une capacité réversible expérimentale assez faible. Ainsi, se présente le besoin d'améliorer les propriétés des matériaux lithium-borate, en développant un matériau qui présente les propriétés suivantes : une densité énergétique satisfaisante ; une bonne capacité spécifique massique ; et - une bonne stabilité au cours du temps vis-à-vis des cycles de charge / décharge. La présente invention concerne des composés lithium-borate, dont les propriétés permettent de résoudre ce problème. Ils comprennent à la fois les deux métaux de transition, fer et cobalt. En outre, le Demandeur a constaté que les procédés de l'art antérieur ne permettent pas de préparer de tels composés comprenant à la fois des borates de fer et de cobalt lithiés. Ces procédés ne conduisent pas à la formation d'une seule phase contenant le fer et le cobalt. Afin de remédier à cette difficulté technique, le Demandeur a mis au point un nouveau procédé en plusieurs étapes, prenant en considération les éventuelles incompatibilités relatives aux réactivités respectives des composés de cobalt et de fer. 30 EXPOSE DE L'INVENTION La présente invention a pour objet un matériau lithium-borate contenant à la fois du fer et du cobalt. La substitution partielle du fer par du cobalt dans le matériau LiFeB03 permet d'améliorer la densité énergétique par augmentation du potentiel moyen de 35 réaction. 25 Ce matériau peut servir dans divers champs d'application, notamment dans le domaine du stockage de l'énergie. Il s'avère particulièrement attrayant pour constituer le matériau électroniquement actif de la cathode d'une batterie lithium-ion. Plus précisément, la présente invention concerne un matériau d'électrode de formule LiFei,CoB03, dans laquelle 0 Ce matériau se présente sous forme cristalline et cristallise dans une maille monoclinique. Il présente une capacité spécifique massique théorique comprise entre 215 et 220 mAh/g, ce qui le rend particulièrement adapté pour une utilisation en tant que matériau actif d'électrode, avantageusement la cathode d'une batterie lithium-ion. Un autre objet de l'invention concerne le procédé de préparation, par voie solide, de ce matériau d'électrode de formule LiFeiCo,(1303, avec 0 Ce procédé nécessite de synthétiser séparément les borates de fer et de cobalt. Les conditions adaptées à chacun de ces borates facilitent ainsi la stabilisation du cobalt à l'état d'oxydation 2+ lors de la formation du composé mixte LiFei,CoB03. En revanche, ce composé mixte LiFeiCoB03 n'est pas obtenu lorsque les composés de fer, cobalt et bore sont traités simultanément en une seule étape. Dans ce cas, le cobalt 2+ peut être facilement réduit en cobalt métallique lors d'un traitement thermique sous atmosphère inerte, alors que le fer 2+ peut être facilement oxydé en fer 3+ lors d'un traitement thermique à l'air. De manière générale, le composé de fer mis en oeuvre dans l'étape al) est avantageusement choisi dans le groupe comprenant oxalate de fer (FeC204 pouvant notamment être sous forme hydratée ou non) ; carbonate de fer (FeCO3) ; et oxyde de fer (II) (FeO). Un mélange de ces composés peut également être utilisé. De manière générale, le composé de cobalt mis en oeuvre dans l'étape b 1) est avantageusement choisi dans le groupe comprenant : oxalate de cobalt (CoC204 pouvant notamment être sous forme hydratée ou non) ; carbonate de cobalt (CoCO3 hydraté ou non) ; et oxyde de cobalt (II) (Co0). Un mélange de ces composés peut également être utilisé. Le composé de bore mis en oeuvre dans les étapes al) et b 1) est avantageusement l'oxyde de bore (B203) ou l'acide borique (H3B03). Un mélange de ces composés peut également être utilisé. Le composé de bore utilisé dans l'étape al) peut être différent de celui utilisé dans l'étapebl). Dans l'étape al), le rapport molaire entre le composé de fer et le composé de bore est généralement compris entre 0,6 et 1,2, plus avantageusement entre 0,8 et 1. Dans l'étape bl), le rapport molaire entre le composé de cobalt et le composé de bore est généralement compris entre 0,6 et 1,2, plus avantageusement entre 0,8 et 1. Par rapport molaire, on entend le rapport molaire entre la quantité molaire de fer, ou de cobalt, et la quantité molaire de bore. Le broyage mis en oeuvre dans les étapes al) et b 1) peut s'effectuer par tout moyen adapté et connu de l'homme du métier. Il permet de réduire les composés solides de fer, cobalt et bore en poudre fine. Le broyage permet non seulement d'obtenir une poudre fine et homogène, mais aussi d'augmenter la surface spécifique de ces composés et donc d'améliorer leur réactivité. De manière avantageuse, le broyage des étapes al) et/ou bl) peut être effectué dans un broyeur à billes conventionnel. Selon un mode de réalisation particulier, lorsque le broyeur utilisé est un broyeur à billes, la vitesse de rotation du broyeur est avantageusement comprise entre 100 et 900 tours/minute, plus avantageusement entre 250 et 750 tours/minute. Elle peut notamment être égale à 500 tours/minute. De manière avantageuse, la durée du broyage des étapes al) et/ou b 1) est comprise entre 0,5 et 24 heures, plus avantageusement entre 1 et 12 heures. Elle peut notamment être égale à 5 heures. 20 De manière préférentielle, le broyat résultant de l'étape al) ou bl) se présente sous la forme d'une poudre ayant un diamètre moyen de grain avantageusement compris entre 0,1 et 30 micromètres, et plus avantageusement entre 0,5 et 10 micromètres. Les conditions de broyage des étapes al) et bl) sont indépendantes les unes des autres. 25 En d'autres termes, les conditions de broyage pour le fer ne sont pas nécessairement les mêmes que pour le cobalt. En outre, le diamètre moyen de grain du mélange issu de l'étape al) (fer) n'est pas nécessairement le même que celui du mélange issu de l'étape bl) (cobalt). 30 Le traitement thermique (calcination) de l'étape a2) ou b2) qui suit l'étape al) ou bl) de mélange et de broyage, permet au composé de fer ou de cobalt de réagir avec le composé de bore afin de produire un borate de fer ou un borate de cobalt. Comme déjà indiqué, le traitement thermique des étapes a2) et b2) est réalisé sous 35 atmosphère différente pour chaque matériau : 15 a2) sous atmosphère inerte (avantageusement sous argon) pour éviter l'oxydation du fer 2+ en fer 3+; et b2) sous air pour éviter la réduction du cobalt 2+ qui se produit assez facilement à des températures supérieures ou égales à 500°C sous atmosphère inerte. Pour ces raisons, les borates de fer et de cobalt sont préparés séparément, préalablement à la synthèse du composé LiFei,Co'B03 par traitement thermique ultérieur sous atmosphère inerte lors de l'étape d) et ce, sans réduire le cobalt 2+ en cobalt métallique. De manière avantageuse, le traitement thermique (a2 et/ou b2) peut être une étape de trempe thermique, c'est-à-dire un traitement ne comprenant pas de montée en température progressive. 15 Selon un autre mode de réalisation, la température du traitement thermique (a2 et/ou b2) est atteinte en appliquant une vitesse de chauffe, avantageusement comprise entre 1 et 20°C/minute, plus avantageusement entre 2 et 10°C/minute. De manière préférentielle, le traitement thermique selon l'étape a2) consiste à chauffer 20 le mélange issu de l'étape al) à une température avantageusement comprise entre 300 et 1000°C, plus avantageusement entre 550 et 850°C. Elle peut également être comprise 650 et 850°C, particulièrement lorsque le traitement thermique est une étape de trempe thermique. 25 De manière préférentielle, le traitement thermique selon l'étape b2) consiste à chauffer le mélange issu de l'étape bl) à une température avantageusement comprise entre 300 et 1000°C, plus avantageusement entre 550 et 850°C. Elle peut également être comprise 700 et 850°C, particulièrement lorsque le traitement thermique est une étape de trempe thermique. 30 La durée du traitement thermique (a2 et/ou b2) est avantageusement comprise entre 5 et 1200 minutes, plus avantageusement entre 5 et 30 minutes. Cette durée peut être comprise entre 5 et 20 minutes, notamment lorsque le traitement thermique est une étape de trempe thermique. 10 35 A l'issue de l'étape a2) ou b2), le borate de fer ou de cobalt est refroidi. La vitesse de refroidissement est avantageusement comprise entre 2 et 20°C/minute, plus avantageusement entre 5 et 10°C/minute, jusqu'à atteindre la température ambiante. De manière avantageuse, le refroidissement est une étape de trempe sous air, c'est-à- dire un traitement ne comprenant pas de baisse de température progressive. Il s'agit alors du passage instantané de la température de traitement thermique à la température ambiante. Pour le borate de fer, il s'agit d'une trempe à l'air du récipient (tube par exemple) contenant l'échantillon (le récipient fermé contenant l'échantillon est sorti à l'air mais il reste sous atmosphère inerte). La durée du traitement thermique (a2 et/ou b2) n'inclut pas la durée de chauffe ou de refroidissement. Les conditions du traitement thermique des étapes a2) et b2) sont indépendantes. En d'autres termes, la vitesse de chauffe, la durée et la température du traitement thermique, et la vitesse de refroidissement relatives au borate de fer ne sont pas nécessairement les mêmes que celles relatives au borate de cobalt. En outre, les conditions de traitement thermique, relatives à l'atmosphère inerte ou oxydante, sont adaptées à la réactivité des composés de fer et de cobalt. Cette différence de conditions dans les étapes a2) et b2) permet d'obtenir ultérieurement le composé de formule LiFei,CoB03 (avec 0 Une fois les étapes a) et b) réalisées, le borate de fer et le borate de cobalt sont mélangés (et avantageusement broyés) en présence d'un précurseur de lithium et d'acide borique (étape c)). L'homme du métier saura ajuster les quantités respectives de ces composés afin d'obtenir le matériau de formule LiFei,CoB03 (avec 0 Le précurseur de lithium mis en oeuvre dans l'étape c) est avantageusement le carbonate de lithium (Li2CO3) ou l'hydroxyde de lithium. L'hydroxyde de lithium peut se présenter sous sa forme hydratée ou non (LiOH ou LiOHAH20). Il peut également s'agir d'un mélange de ces composés. Selon un mode de réalisation particulier, l'étape c) peut être suivie d'une étape de broyage, préalablement au traitement thermique de l'étape d). Ce broyage optionnel est avantageusement réalisé dans un broyeur à billes. Dans ce cas, la vitesse de rotation du broyeur est avantageusement comprise entre 100 et 900 tours/minute, plus avantageusement entre 250 et 750 tours/minute. La durée du broyage optionnel précédant l'étape d) est avantageusement comprise entre 0,5 et 24 heures, plus avantageusement entre 1 et 12 heures. Le broyage optionnel précédant l'étape d) permet d'obtenir une poudre homogène dont le diamètre moyen de grain est avantageusement compris entre 0,1 et 30 micromètres, plus avantageusement entre 0,5 et 10 micromètres. Le mélange résultant de l'étape c) (éventuellement broyé) est ensuite traité thermiquement lors de l'étape d). La température du traitement thermique de l'étape d) est avantageusement comprise entre 300 et 900°C, plus avantageusement entre 400 et 700°C, et encore plus avantageusement entre 400 et 600°C. La vitesse de chauffe est avantageusement comprise entre 1 et 20°C/minute, plus avantageusement entre 2 et 10°C/minute. Comme déjà indiqué, le traitement thermique de l'étape d) est réalisé sous atmosphère inerte, par exemple sous argon, ou sous azote. De manière préférentielle, il est réalisé sous argon. La durée du traitement thermique de l'étape d) est avantageusement comprise entre 15 et 1200 minutes, plus avantageusement entre 30 et 1200 minutes, et encore plus avantageusement entre 45 et 180 minutes. Elle peut notamment être égale à 120 minutes. Elle est avantageusement supérieure ou égale à 75 ou 90 minutes, notamment à 500°C. De manière avantageuse, le traitement thermique peut être une étape de trempe thermique, c'est-à-dire un traitement ne comprenant pas de montée en température progressive. A l'issue de l'étape d), le matériau est refroidi. La vitesse de refroidissement est avantageusement comprise entre 2 et 20°C/minute, plus avantageusement entre 5 et 10°C/minute, jusqu'à atteindre la température ambiante. De manière avantageuse, le refroidissement est une étape de trempe sous air, c'est-à- dire un traitement ne comprenant pas de baisse de température progressive. Il s'agit alors du passage instantané de la température de traitement thermique à la température ambiante. La durée du traitement thermique de l'étape d) n'inclut pas la durée de chauffe ou de refroidissement. Selon un mode de réalisation particulier, le traitement thermique de l'étape d) est avantageusement une trempe thermique réalisé à une température comprise entre 450 et 600°C, avantageusement entre 400 et 550°C, pendant une durée comprise entre 15 et 120 minutes. Selon un mode de réalisation préféré, le procédé comprend les étapes suivantes : a) préparation d'un borate de fer à partir d'un composé de fer et d'un composé de bore, par trempe thermique sous atmosphère inerte (argon ou azote) à une température comprise entre 650 et 850°C pendant une durée comprise entre 5 et minutes, avantageusement entre 5 et 20 minutes ; b) préparation d'un borate de cobalt à partir d'un composé de cobalt et d'un composé de bore, par trempe thermique sous atmosphère oxydante (avantageusement sous air) à une température comprise entre 700 et 850°C pendant une durée comprise 30 entre 5 et 30 minutes, avantageusement entre 5 et 20 minutes ; c) préparation et broyage d'un mélange contenant le borate de fer, le borate de cobalt, un précurseur de lithium et de l'acide borique ; d) trempe thermique du mélange sous atmosphère inerte (argon ou azote), à une température comprise entre 400 et 550°C pendant une durée comprise entre 15 et 120 minutes ; e) obtention d'un matériau de formule LiFei_'Coxl303, avec 0 Le produit final obtenu à l'étape e) est un matériau de formule LiFeiCoxI303 dans laquelle x est strictement supérieur à 0 et strictement inférieur à 1. En d'autres termes, le matériau comprend nécessairement du fer et du cobalt. II s'agit d'un matériau cristallin monoclinique. Il se présente généralement sous la forme d'agglomérats de particules. Le diamètre moyen des agglomérats obtenus après traitement thermique de l'étape d) est avantageusement compris entre 0,5 et 10 micromètres, plus avantageusement entre 0,5 et 5 micromètres. Il dépend notamment de la nature du traitement thermique. Il est avantageusement compris entre 1 et 5 micromètres dans le cas de la trempe thermique, alors qu'il est avantageusement compris 4 et 10 micromètres lorsque le traitement thermique ne correspond pas à une étape de trempe. Le diamètre moyen des particules primaires constituant les agglomérats et obtenues après traitement thermique de l'étape d) est avantageusement compris entre 0,1 et 1 micromètre, plus avantageusement entre 0,1 et 0,5 micromètre. Il dépend notamment de la nature du traitement thermique. Il est avantageusement compris entre 0,1 et 0,4 micromètre dans le cas de la trempe thermique, alors qu'il est avantageusement compris 0,5 et 1 micromètre lorsque le traitement thermique ne correspond pas à une étape de trempe. La présente invention concerne également la batterie lithium-ion comprenant une cathode dans laquelle le matériau électroniquement actif est le matériau de formule LiFei,CoF303, avec 0 A titre d'exemple, il peut s'agir du dépôt d'une encre contenant le matériau actif d'électrode préalablement broyé en présence d'un conducteur électronique. Typiquement, les conducteurs électroniques utilisés sont des fibres de carbone déposées en phase vapeur (VGCF de l'acronyme anglais « vapour grown carbon fibers »), ou plus avantageusement du noir de carbone tel que le Ketjenblacke. L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des figures et exemples suivants donnés afin d'illustrer l'invention et non de manière limitative. DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 correspond aux diffractogrammes des composés LiFei,Co'B03 lorsque x est égal à 0; 0,5 ; et 1. La figure 2 correspond à une vue agrandie des diffractogrammes des composés LiFei,Co'B03 lorsque x = 0 ; 0,5 ; et 1. La figure 3 est une image obtenue par microscopie à balayage électronique (MEB) du composé LiFe0,5Co0,5B03 selon un mode de réalisation particulier de l'invention. La figure 4 correspond au cyclage galvanostatique à C/20 pour les composés LiFei,Co'B03 (x = 0,5 et 1). La figure 5 correspond au voltampérogramme cyclique à 0,05mV/s pour le composé LiFe0,5Co0,5B03. EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION Des composés de formule LiFei,Co'B03 (x = 0 ; 0,5 ; et 1) ont été préparés selon un mode de réalisation du procédé objet de la présente invention. 1/ Préparation de LiFeiÇ,Q3 (x = 0 ; 0,5 ; et 1) Le composé LiFei,Co'B03 a été préparé selon les étapes suivantes : a) préparation d'un borate de fer à partir d'un composé de fer et d'un composé de bore ; b) préparation d'un borate de cobalt à partir d'un composé de cobalt et d'un composé de bore c) préparation et broyage d'un mélange contenant le borate de fer, le borate de cobalt, un précurseur de lithium et de l'acide borique ; d) traitement thermique du mélange sous atmosphère inerte ; e) obtention du matériau de formule LiFei,Co'B03, avec 0 Tableau 1 : composés mis en oeuvre pour préparer les borates de fer et de cobalt x FeC204.2H20 (g) CoC204.2H20 (g) B203 (g) étape a) - étape b) 0 3,38 0 0,66 - 0 0,5 3,38 7,32 0,66 - 1,39 1 0 7,32 0 - 1,39 Tableau 2 : composés mis en oeuvre pour préparer LiFei,C13 (x = 0 ; 0,5 ; et 1) x Fe2B205 (g) Co3B206 (g) Li2CO3 (g) acide borique (g) 0 0,87 0 0,32 0 0,5 0,44 0,40 0,32 0,09 1 0 1,50 0,59 0,32 2/ Tests électrochimiques : a) Préparation de l'électrode positive Le matériau actif LiFe0,5Co0,5B03 est mélangé à 85% en masse avec un carbone de grande surface spécifique (Ketjen black JD600) (15% en masse) pendant 4 heures à 500 tours par minute dans un bol de 50 ml contenant 10 billes en inox à l'aide d'un broyeur planétaire (Retsch). Ensuite, le produit obtenu est mélangé à 90% en masse à du polyfluorure de vinylidène (10% en masse) dissous dans de la N-méthy1-2-pyrrolidone. Enfin, le mélange est enduit sur une feuille d'aluminium (100 p.m) puis séché à 60°C. 20 L'électrode est alors composée de 76,5% en masse de matière active, 13,5% de carbone et 10% de polyfluorure de vinylidène (Pvdf). b) Montage de l'accumulateur 25 L'électrode réalisée est introduite dans une cellule de type « pile bouton » au format 2032. 10 15 L'électrode négative est constituée de lithium métallique. Deux types de séparateurs ont été utilisés : - un film de polypropylène (Celgarde 2400), et - un film en polyoléfine (Viledone). L'électrolyte utilisé est composé de carbonate d'éthylène, de carbonate de propylène, de carbonate de diméthyle et d'hexafluorophosphate de lithium (LiPF6) (Electrolyte LP100 de chez Powerlyte). c) Cyclage galvanostatique A température ambiante, un courant est imposé au système afin d'obtenir un régime de C/20, c'est-à-dire l'extraction/insertion d'un ion lithium en 20 heures. La figure 4 5 permet de comparer le premier cycle d'un cyclage galvanostatique à C/20 entre 1,5 et 4,7 V pour les composés LiFe0,5Co0,5B03 et LiCoB03. En outre, la figure 4 montre que la capacité réversible (c'est-à-dire la capacité obtenue en décharge) obtenue au premier cycle pour le composé LiFe0,5Co0,5B03 est très 20 supérieure à celle obtenue pour LiCoB03 : 125 mAh/g vs. 64 mAh/g. La figure 5 correspond au voltampérogramme cyclique à 0,05mV/s pour le composé LiFe0,5Co0,5B03. Ce graphe montre le potentiel redox des couples Fe3+/Fe2+ et Co3+/Co2+ du composé LiFe0,5Co0,5B03. 25 3/ Caractérisation du composé LiFeixii)3 : Les figures 1 et 2 correspondent aux diffractogrammes des composés LiFei,Co,(1303 lorsque x = 0 ; 0,5 ; et 1. Ils montrent bien que la structure monoclinique est conservée 30 pour LiFe0,5Co0,5B03. La figure 3 correspond à une image obtenue par microscopie à balayage électronique (MEB) du composé LiFe0,5Co0,5B03 selon la présente invention. 35 REVENDICATIONS1. Matériau d'électrode de formule LiFeiCo,(1303, dans laquelle 0 2. Matériau d'électrode selon la revendication 1, caractérisé en ce que 0 3. Procédé de préparation d'un matériau d'électrode de formule LiFei,Co,(1303, avec 0 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le composé de fer est choisi dans le groupe comprenant : oxalate de fer ; carbonate de fer ; et oxyde de fer (II). 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le composé de cobalt est choisi dans le groupe comprenant : oxalate de cobalt ; carbonate de cobalt ; et oxyde de cobalt (II). 6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le composé de bore est l'oxyde de bore ou l'acide borique.35 7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le précurseur de lithium est le carbonate de lithium ou l'hydroxyde de lithium. 8. Procédé selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le traitement thermique de l'étape d) est réalisé à une température comprise entre 300 et 900°C, avantageusement entre 400 et 700°C, pendant une durée comprise entre 30 et 1200 minutes. 9. Procédé selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) préparation d'un borate de fer à partir d'un composé de fer et d'un composé de bore, par trempe thermique sous atmosphère inerte à une température comprise entre 650 et 850°C pendant une durée comprise entre 5 et 30 minutes ; b) préparation d'un borate de cobalt à partir d'un composé de cobalt et d'un composé de bore, par trempe thermique sous atmosphère oxydante à une température comprise entre 700 et 850°C pendant une durée comprise entre 5 et 30 minutes ; c) préparation et broyage d'un mélange contenant le borate de fer, le borate de cobalt, un précurseur de lithium et de l'acide borique ; d) trempe thermique du mélange sous atmosphère inerte, à une température comprise entre 400 et 550°C pendant une durée comprise entre 15 et 120 minutes ; e) obtention d'un matériau de formule LiFeiCo'B03, avec 0 10. Batterie lithium-ion comprenant une cathode dans laquelle le matériau électroniquement actif est le matériau selon la revendication 1 ou 2. 30