Brevet FR3137505A1 — publié le 20240105

La présente divulgation divulgue un matériau de cathode en oxyde de lithium et de cobalt (LCO), et un procédé de préparation et une utilisation de celui-ci, et se rapporte au domaine technique des batteries au lithium-ion (LIB). Le matériau de cathode en LCO proposé dans la présente divulgation est une particule de LCO revêtue avec un copolymère organique sur sa surface, et le copolymère organique comporte un groupe fluor et un groupe sulfonyle. Le matériau de cathode en LCO proposé dans la présente divulgation est obtenu par le revêtement d’une surface d’une particule de LCO avec un copolymère organique, qui peut protéger la stabilité structurale du LCO, inhiber la dissolution du cobalt et la précipitation de l’oxygène des mailles, et améliorer la stabilité de cyclage du LCO à une tension élevée. MATÉRIAU DE CATHODE EN OXYDE DE LITHIUM ET DE COBALT, PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET UTILISATION La présente divulgation se rapporte au domaine technique des batteries au lithium-ion (LIB), et en particulier à un matériau de cathode en oxyde de lithium et de cobalt (LCO), et à un procédé de préparation et à une utilisation de celui-ci. En tant que tout premier matériau de cathode qui est commercialisé avec succès pour les LIB, le LCO possède une capacité spécifique théorique allant jusqu’à 274 mAh/g. Une tension de coupure maximale du LCO commercial actuel peut atteindre 4,48 V, et une capacité spécifique correspondante est d’environ 182 mAh/g. Avec une excellente densité d’énergie volumétrique, les matériaux de cathode en LCO restent encore le premier choix pour les dispositifs électroniques portables, et même progressivement utilisés dans des batteries de puissance. Afin d’améliorer davantage la densité d’énergie du LCO, le développement d’une nouvelle génération de matériaux de cathode en LCO avec une tension ultra-élevée (supérieure ou égale à 4,5 V) est passé en tête des priorités. Cependant, avec l’augmentation de la tension de charge, le LCO subira une série de réactions parasites telles qu’une transition de phase irréversible d’une phase O3 à une phase H1-3, la détérioration d’une interface d’électrode positive, la dissolution du cobalt, et la précipitation de l’oxygène des mailles, de sorte qu’une résistance interne d’une batterie soit augmentée et que la performance d’une batterie décroisse rapidement, ce qui limite grandement l’application pratique du LCO à tension élevée. Pour l’heure, afin de résoudre le problème selon lequel un matériau en LCO est instable à une tension élevée, il faut encore s’appuyer sur un dopage et un revêtement pour améliorer la structure cristalline et la stabilité de surface et d’interface. Bien que le dopage et le revêtement puissent améliorer la performance à des tensions élevées dans une certaine mesure, il existe encore des inconvénients évidents, en particulier à des tensions élevées. Étant donné que les éléments de dopage (atomes de métaux de transition, anions, et similaires) sont généralement des substances non électrochimiquement actives et qu’une quantité de dopage élevée est requise à une tension élevée, une atténuation de capacité évidente sera induite par un dopage avec les éléments de dopage, ce qui affaiblit l’amélioration de capacité à une tension élevée. Les substances de revêtement de surface comportent généralement des oxydes métalliques, des phosphates, des conducteurs ioniques rapides et similaires. Cependant, une épaisseur d’une couche de revêtement et une interface entre une couche de revêtement et le matériau revêtu peuvent encore être difficilement maîtrisées, ce qui affaiblit la performance nominale du LCO. L’exploration d’un procédé pour la modification efficace d’un matériau de cathode est un problème urgent à résoudre dans le développement d’un matériau de cathode en LCO avec une tension ultra-élevée. Au vu de cela, la présente divulgation vise à surmonter les lacunes de l’art antérieur et à proposer un matériau de cathode en LCO, et un procédé de préparation et une utilisation de celui-ci. Afin d’atteindre l’objectif ci-dessus, la présente divulgation adopte les solutions techniques suivantes : Un matériau de cathode en LCO est proposé, où le matériau de cathode en LCO est une particule de LCO revêtue avec un copolymère organique sur sa surface, et le copolymère organique comporte un groupe fluor et un groupe sulfonyle. Le matériau de cathode en LCO proposé dans la présente divulgation est obtenu par le revêtement d’une surface d’une particule de LCO avec un copolymère organique, qui peut protéger la stabilité structurale du LCO, inhiber la dissolution du cobalt et la précipitation de l’oxygène des mailles, et améliorer la stabilité de cyclage du LCO à une tension élevée. Dans la présente divulgation, un copolymère organique ayant des groupes fluor et sulfonyle est uniformément combiné sur une surface d’une particule de cathode en LCO. L’atome de fluor (F) mène à un dopage de mailles sur la surface, et F-Me possède une énergie de liaison chimique plus élevée que Me-O, ce qui est favorable au renforcement de la stabilité de la structure du LCO. De plus, le dopage par F peut atténuer la corrosion par HF dans un électrolyte sur le matériau de cathode. Le groupe sulfonyle peut conduire efficacement des ions lithium pour amener les ions lithium en contact intime avec un électrolyte, ce qui améliore la conductivité électrique et la performance nominale et réduit la polarisation. De préférence, le copolymère organique possède une formule structurale qui est au moins l’une sélectionnée parmi le groupe constitué de la formule (I) et de la formule (II) : formule (I) où dans la formule (I), 1 ≤ n ≤ 10, et R est au moins l’un sélectionné parmi le groupe constitué de -OH et -NH 2 ; et formule (II) où dans la formule (II), 15 ≤ n ≤ 30 et 15 ≤ m ≤ 30. De préférence, dans le copolymère organique de formule (I), 4 ≤ n ≤ 7. Par exemple, le copolymère organique est au moins l’un sélectionné parmi le groupe constitué du perfluorooctane sulfonate (PFOS) C 8 F 17 SO 3 H (n = 7, R = OH) et du perfluoropentane sulfonamide (PFPS) C 5 F 11 SO 2 NH 2 (n = 4, R = NH 2 ). De préférence, dans le copolymère organique de formule (II), 20 ≤ n ≤ 25 et 20 ≤ m ≤ 25 ; et spécifiquement, le copolymère organique est un copolymère acide perfluorosulfonique (PFSA)-polytétrafluoroéthylène (PTFE). Par exemple, le copolymère PFSA-PTFE est au moins l’un sélectionné parmi le groupe constitué de C 7 F 13 O 3 SO 3 H•C 2 F 4 (m = 20, n = 20) et ((C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 4 •(C 2 F 4 ) 4 ) (m = 25, n = 25). Sur la base d’un poids de la particule de LCO, une proportion en poids du copolymère organique dans le matériau de cathode en LCO est de préférence de 0,2 % à 3 % et plus préférentiellement de 1 % à 2 %. De plus, la présente divulgation propose un procédé de préparation du matériau de cathode en LCO, comprenant l’enrobage et modification de la particule d’oxyde de lithium et de cobalt par un copolymère organique, selon les étapes suivantes : étape (1) : mélanger de façon homogène la particule d’oxyde de lithium et de cobalt avec un solvant, et ajouter une solution de copolymère organique pour obtenir le mélange A ; et étape (2) : soumettre ledit mélange A à une évaporation sous agitation, un séchage et un broyage, soumettre le matériau résultant à un traitement de recuit, et broyer pour obtenir le matériau de cathode en oxyde de lithium et de cobalt. Le procédé de préparation proposé par la présente divulgation peut mener à une couche de revêtement uniforme et dense ayant une épaisseur apte à être maîtrisée sur une surface du matériau, qui est simple et apte à être maîtrisée. La présente divulgation conçoit un procédé de revêtement économique qui est facile à mettre en œuvre, qui peut significativement améliorer la performance électrochimique du matériau de cathode en LCO et possède une perspective d’application prometteuse. De préférence, à l’étape (1), le matériau de cathode en LCO revêtu avec le copolymère organique possède une formule chimique de LiM x Co 1-x O 2 , où 0 De préférence, à l’étape (1), la solution de copolymère organique peut être directement préparée ou peut être achetée ; et à l’étape (1), le solvant est au moins l’un sélectionné parmi le groupe constitué de l’éthanol, de la N-méthylpyrrolidone (NMP), du diméthylformamide (DMF) et de la butanone. De préférence, à l’étape (2), l’évaporation sous agitation est effectuée pendant 1,5 h à 2,5 h à une vitesse de rotation de 300 tr/min à 600 tr/min et une température de 60 °C à 90 °C ; le séchage est effectué à une température de 80 °C à 100 °C pendant 10 h à 24 h ; et le traitement de recuit est effectué sous gaz inerte à une température de 150 °C à 300 °C pendant 2 h à 6 h, où le gaz inerte est l’azote ou l’argon. En outre, la présente divulgation propose l’utilisation du matériau de cathode en LCO dans les domaines des batteries 3C et des batteries de puissance. De préférence, la présente divulgation propose l’utilisation du matériau de cathode en LCO à une tension de coupure élevée (supérieure ou égale à 4,45 V). Comparativement à l’art antérieur, la présente divulgation possède les effets bénéfiques suivants : Le procédé de préparation proposé par la présente divulgation peut mener à une couche de revêtement uniforme et dense ayant une épaisseur apte à être maîtrisée sur une surface du matériau, qui est simple et apte à être maîtrisée. La présente divulgation conçoit un procédé de revêtement économique qui est facile à mettre en œuvre, qui peut significativement améliorer la performance électrochimique du matériau de cathode en LCO et possède une perspective d’application prometteuse. Le matériau de cathode en LCO proposé dans la présente divulgation est obtenu par le revêtement d’une surface d’une particule de LCO avec un copolymère organique, qui peut protéger la stabilité structurale du LCO, inhiber la dissolution du cobalt et la précipitation de l’oxygène des mailles, et améliorer la stabilité de cyclage du LCO à une tension élevée. Dans la présente divulgation, un copolymère organique ayant des groupes fluor et sulfonyle est uniformément combiné sur une surface d’un matériau de cathode en LCO. L’atome de fluor mène à un dopage de mailles sur la surface, et F-Me possède une énergie de liaison chimique plus élevée que Me-O, ce qui est favorable au renforcement de la stabilité de la structure du LCO. De plus, le dopage par F peut atténuer la corrosion par HF dans un électrolyte sur le matériau de cathode. Le groupe sulfonyle peut conduire efficacement des ions lithium pour amener les ions lithium en contact intime avec un électrolyte, ce qui améliore la conductivité électrique et la performance nominale et réduit la polarisation. est une image morphologique du matériau de cathode en LCO préparé à l’Exemple 3. Pour bien expliquer les objectifs, les solutions techniques et les avantages de la présente divulgation, la présente divulgation sera expliquée plus en détail ci-dessous en référence au dessin annexé et aux exemples spécifiques. Dans les exemples, sauf indication contraire, les procédés expérimentaux utilisés sont classiques, et les matériaux et réactifs utilisés sont commercialement disponibles. Les copolymères organiques utilisés dans les exemples de la présente divulgation sont des produits commercialement disponibles ayant les formules moléculaires et noms spécifiques comme suit : - copolymère PFSA-PTFE (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 20 •(C 2 F 4 ) 20 (m = 20, n = 20) ; - PFOS C 8 F 17 SO 3 H (n = 7, R = OH) ; - PFPS C 5 F 11 SO 2 NH 2 (n = 4, R = NH 2 ) ; - copolymère PFSA-PTFE (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 25 •(C 2 F 4 ) 25 (m = 25, n = 25) ; - copolymère PFSA-PTFE (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 15 •(C 2 F 4 ) 15 (m = 15, n = 15) ; - copolymère PFSA-PTFE (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 30 •(C 2 F 4 ) 30 (m = 30, n = 30) ; - perfluoroéthane sulfonate C 2 F 5 SO 3 H (n = 1, R = OH) ; - perfluoroundécane sulfonate C 11 F 23 SO 3 H (n = 10, R = OH) ; - poly(fluorure de vinylidène) (PVDF) (poids moléculaire : 11 000) ; et - dodécylsulfonate de sodium C 12 H 25 SO 3 Na. Exemple 1 Un procédé de préparation d’un matériau de cathode en LCO a été proposé, où une modification a été atteinte par un revêtement avec un copolymère organique. Le procédé de préparation a comporté spécifiquement les étapes suivantes : (1) Une particule de LCO a été méticuleusement mélangée avec un solvant, et une solution de copolymère organique a été ajoutée pour obtenir un mélange A, où le matériau de cathode en LCO a possédé une formule chimique de LiAl 0,02 Mg 0,01 Co 0,97 O 2 . (2) Le mélange A a été soumise à une évaporation sous agitation pendant 2 h à une vitesse de rotation de 500 tr/min et une température de 80 °C, un résidu a été séché à 90 °C pendant 15 h et ensuite broyé, et un matériau broyé a été soumis à un traitement de recuit sous azote à 200 °C pendant 4 h et ensuite broyé pour obtenir le matériau de cathode en LCO. Un procédé de préparation dans chacun des Exemples 1 à 11 de la présente divulgation a été le même que celui de l’Exemple 1, à l’exception que les constituants sélectionnés étaient légèrement différents de ceux de l’Exemple 1. La sélection de constituants spécifiques dans les Exemples 1 à 11 et les Exemples Comparatifs 1 et 2 de la présente divulgation a été présentée dans le Tableau 1. Exemple Copolymère organique Solvant Particule de LCO Proportion en poids (%) du copolymère organique sur la base d’un poids de la particule de LCO Masse (g) Concentration (%) Type Volume (mL) Type Masse (g) Exemple 1 1 20 (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 20 ．(C 2 F 4 ) 20 (m = 20, n = 20) 150 Éthanol anhydre 100 0,2 Exemple 2 5 20 (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 20 ．(C 2 F 4 ) 20 (m = 20, n = 20) 150 Éthanol anhydre 100 1 Exemple 3 10 20 (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 20 ．(C 2 F 4 ) 20 (m = 20, n = 20) 150 Éthanol anhydre 100 2 Exemple 4 15 20 (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 20 ．(C 2 F 4 ) 20 (m = 20, n = 20) 150 Éthanol anhydre 100 3 Exemple 5 2,3 90 PFOS (n = 7, R = OH) 150 Éthanol anhydre 100 2 Exemple 6 2,3 90 PFPS (n = 4, R = NH 2 ) 150 Éthanol anhydre 100 2 Exemple 7 10 20 (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 25 ．(C 2 F 4 ) 25 (m = 25, n = 25) 150 Éthanol anhydre 100 2 Exemple 8 10 20 (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 15 ．(C 2 F 4 ) 15 (m = 15, n = 15) 150 Éthanol anhydre 100 2 Exemple 9 10 20 (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 30 ．(C 2 F 4 ) 30 (m = 30, n = 30) 150 Éthanol anhydre 100 2 Exemple 10 2,3 90 Perfluoroéthane sulfonate (n = 1, R = OH) 150 Éthanol anhydre 100 2 Exemple 11 2,3 90 Perfluoroundécane sulfonate (n = 10, R = OH) 150 Éthanol anhydre 100 2 Exemple Comparatif 1 2 Solide PVDF (poids moléculaire : 11 000) 150 NMP 100 2 Exemple Comparatif 2 2 Solide Dodécylsulfonate de sodium C 12 H 25 SO 3 Na 150 Éthanol anhydre 100 2 Exemple 12 La sélection de constituants spécifiques dans cet exemple a été exactement la même que celle de l’Exemple 3, mais les paramètres de processus de préparation dans cet exemple ont été différents de ceux de l’Exemple 3. Le procédé de préparation a comporté les étapes suivantes : (1) Une particule de LCO a été méticuleusement mélangée avec un solvant, et une solution de copolymère organique a été ajoutée pour obtenir un mélange A, où le matériau de cathode en LCO a possédé une formule chimique de LiAl 0,02 Mg 0,01 Co 0,97 O 2 . (2) Le mélange A a été soumise à une évaporation sous agitation pendant 2,5 h à une vitesse de rotation de 300 tr/min et une température de 90 °C, un résidu a été séché à 80 °C pendant 24 h et ensuite broyé, et un matériau broyé a été soumis à un traitement de recuit sous azote à 150 °C pendant 6 h et ensuite broyé pour obtenir le matériau de cathode en LCO. Exemples Comparatifs 1 et 2 Dans ces exemples comparatifs, la sélection des constituants spécifiques a été présentée dans le Tableau 1, et un procédé de préparation d’un matériau de cathode en LCO a comporté les étapes suivantes : (1) Un copolymère organique a été mélangé avec un solvant, et une particule de LCO a été ajoutée pour obtenir un mélange A, où le matériau de cathode en LCO a possédé une formule chimique de LiAl 0,02 Mg 0,01 Co 0,97 O 2 . (2) Le mélange A a été soumise à une évaporation sous agitation pendant 2 h à une vitesse de rotation de 500 tr/min et une température de 80 °C, un résidu a été séché à 90 °C pendant 15 h et ensuite broyé, et un matériau broyé a été soumis à un traitement de recuit sous azote à 200 °C pendant 4 h et ensuite broyé pour obtenir le matériau de cathode en LCO. Exemple Comparatif 3 Dans l’Exemple Comparatif 3, un oxyde métallique classique a été utilisé pour revêtir le LCO, et un processus spécifique a été comme suit : 100 g d’une poudre de LCO, 0,38 g d’oxyde d’aluminium nanométrique et 0,25 g de dioxyde de titane nanométrique ont été pesés et méticuleusement broyés dans un mortier pendant 1 h pour amener les trois poudres à être complètement mélangées. Une poudre mélangée résultante a été placée dans un creuset, et le creuset a été placé dans un four tubulaire et soumis ensuite à un traitement thermique à 750 °C pendant 6 h sous une atmosphère d’air. Un matériau résultant a été broyé pour obtenir un matériau de cathode en LCO revêtu par oxyde classique. Vérification de l’effet Processus expérimental : Les matériaux de cathode en LCO préparés dans les exemples et les exemples comparatifs ont chacun été utilisés comme un matériau d’électrode. Le matériau d’électrode, du PVDF et du carbone conducteur ont été mélangés selon un rapport de 90:5:5 avec de la NMP en tant que solvant pour obtenir une pâte, la pâte a été revêtue sur un feuillet d’aluminium et le feuillet d’aluminium a été séché à 80 °C et découpé en une feuille d’électrode ; et la feuille d’électrode, une feuille de lithium, un électrolyte, un séparateur, une enveloppe de batterie et similaires ont été assemblés en une demi-pile bouton dans une boîte à gants pour un test. Conditions de test : 25 °C ; plage de tension de charge et de décharge : de 3,0 V à 4,65 V ; et 50 cycles de charge/décharge à un taux de charge/décharge de 0,5 C (courant : 0,05 mA). Une rétention de capacité au 50e cycle a été calculée. Un procédé de calcul a été comme suit : rétention de capacité au 50e cycle (%) = (capacité de décharge au 50e cycle/capacité de décharge au premier cycle) * 100 % Les résultats expérimentaux ont été présentés dans le Tableau 2. Rétention de capacité au 50e cycle de demi-pile bouton à 4,65 V et 0,5 C/0,5 C Exemple 1 82 % Exemple 2 91 % Exemple 3 92 % Exemple 4 89 % Exemple 5 87 % Exemple 6 85 % Exemple 7 91 % Exemple 8 85 % Exemple 9 84 % Exemple 10 82 % Exemple 11 81 % Exemple 12 90 % Exemple Comparatif 1 68 % Exemple Comparatif 2 73 % Exemple Comparatif 3 71 % Il peut être observé d’après le tableau ci-dessus que, comparativement à une demi-pile bouton fabriquée à partir d’un matériau de cathode en LCO classiquement revêtu à l’Exemple Comparatif 3, une demi-pile bouton fabriquée à partir d’un matériau de cathode en LCO revêtu avec le copolymère organique possède une rétention de capacité significativement améliorée après 50 cycles à 4,65 V. Il peut être observé d’après la comparaison des Exemples 1 à 4 que, lorsque le copolymère organique de formule structurale II est revêtu selon une proportion en poids de 1 % à 2 %, la rétention de capacité optimale est atteinte. La est une image morphologique du matériau de cathode en LCO préparé à l’Exemple 3. Il peut être observé d’après la qu’après avoir été revêtue avec 2 % du copolymère (C 7 F 13 O 3 SO 3 H) 20 •(C 2 F 4 ) 20 , la particule de LCO possède encore une morphologie proéminente et possède également une surface lisse et uniforme, indiquant que la couche de revêtement possède une excellente uniformité et est efficacement fusionnée avec une surface du LCO. Il peut être observé d’après la comparaison des Exemples 5 et 6 avec l’Exemple 3 que le copolymère organique de formule structurale I présente un effet inférieur au copolymère organique de formule structurale II. Il peut être observé d’après les structures des deux copolymères que, dans la formule structurale I, se trouve une structure de chaîne linéaire régulière et simple sans chaînes latérales ; et dans la formule structurale II, se trouvent de nombreuses chaînes latérales longues, et le groupe sulfonyle est situé à une extrémité d’une chaîne latérale. La chaîne latérale longue dans la formule structurale II augmente la flexibilité du copolymère, et il est plus susceptible de transférer des ions lithium entre groupes sulfonyle. De plus, une extrémité de chaîne latérale ayant une forte flexibilité forme facilement une liaison hydrogène avec une molécule d’électrolyte, qui aide un électrolyte à infiltrer un matériau de cathode et améliore la conductivité ionique. Cependant, même si une particule de LCO est revêtue avec le copolymère organique de formule structurale I, la performance d’un matériau de cathode en LCO résultant est tout de même significativement améliorée comparativement à la performance d’un matériau de cathode en LCO résultant d’un revêtement classique. Il peut être observé d’après la comparaison des Exemples 7 à 9 avec l’Exemple 3 qu’un poids moléculaire de formule structurale II possède un impact significatif sur un effet d’optimisation de rétention de capacité. Il peut être observé par comparaison que, dans la formule structurale II, 20 ≤ n ≤ 25 et 20 ≤ m ≤ 25 sont préférés. Lorsqu’il est inférieur à 20, un poids moléculaire est trop bas, une résistance du copolymère est faible, et un effet d’inhibition de déformation sur la surface du LCO est légèrement médiocre, ce qui résulte en une rétention de capacité de cyclage légèrement médiocre. Lorsqu’il est supérieur à 25, un poids moléculaire est trop élevé, une couche de revêtement de surface possède une grande épaisseur et une uniformité médiocre, qui n’est pas favorable au transport cinétique d’ions lithium, et augmentera ainsi la résistance de surface initiale, augmentera la polarisation et diminuera la rétention de capacité de cyclage. De même, il peut être observé d’après la comparaison des Exemples 10 et 11 avec l’Exemple 5 que, dans la formule structurale I, 4 ≤ n ≤ 7 est préféré pour une unité monomère dans une chaîne linéaire. Comparaison des Exemples Comparatifs 1 et 2 avec l’Exemple 3 : Un copolymère organique avec du fluor seul est proposé dans l’Exemple Comparatif 1, et un copolymère organique avec du sulfonyle seul est proposé dans l’Exemple Comparatif 2. Il peut être connu que le copolymère organique avec du fluor seul ou le copolymère organique avec du sulfonyle seul ne peut pas atteindre l’effet de l’Exemple 3. Raisons : L’atome de fluor mène à un dopage de mailles sur la surface, et F-Me possède une énergie de liaison chimique plus élevée que Me-O, ce qui est favorable au renforcement de la stabilité de la structure du LCO. De plus, le dopage par F peut atténuer la corrosion par HF dans un électrolyte sur le matériau de cathode. Le groupe sulfonyle peut conduire efficacement des ions lithium pour amener les ions lithium en contact intime avec un électrolyte, ce qui améliore la conductivité électrique et la performance nominale et réduit la polarisation. C’est uniquement lorsque les groupes fluor et sulfonyle se complètent que le double objectif d’améliorer la stabilité structurale et la conductivité des ions de lithium peut être atteint, et la stabilité structurale et la conductivité des ions de lithium sont les deux facteurs clés restreignant la rétention de capacité. Enfin, il convient de noter que les exemples ci-dessus sont proposés simplement pour décrire les solutions techniques de la présente divulgation, plutôt que pour limiter la portée de protection de la présente divulgation. Bien que la présente divulgation soit décrite en détail en référence à des exemples préférés, un homme du métier doit comprendre que des modifications ou des remplacements équivalents peuvent être apportés aux solutions techniques de la présente divulgation sans s’écarter de l’esprit et de la portée des solutions techniques de la présente divulgation. Matériau de cathode en oxyde de lithium et de cobalt, dans lequel ledit matériau de cathode est une particule d’oxyde de lithium et de cobalt revêtue avec un copolymère organique sur sa surface, et ledit copolymère organique comprenant un groupe fluor et un groupe sulfonyle. Matériau de cathode selon la revendication 1, dans lequel le copolymère organique possède une structure qui est au moins l’une sélectionnée parmi le groupe constitué de la structure de formule (I) et de la structure de formule (II) : formule (I) dans laquelle 1 ≤ n ≤ 10, et R est au moins l’un sélectionné parmi le groupe constitué de -OH et -NH 2 ; et formule (II) dans laquelle 15 ≤ n ≤ 30 et 15 ≤ m ≤ 30. Matériau de cathode selon la revendication 2, dans lequel dans le copolymère organique de formule (I), 4 ≤ n ≤ 7. Matériau de cathode selon la revendication 2, dans lequel dans le copolymère organique de formule (II), 20 ≤ n ≤ 25 et 20 ≤ m ≤ 25. Matériau de cathode selon la revendication 1, dans lequel sur la base du poids de la particule d’oxyde de lithium et de cobalt, une proportion en poids du copolymère organique dans ledit matériau de cathode est comprise entre 0,2% et 3%. Matériau de cathode selon la revendication 1, dans lequel sur la base du poids de la particule d’oxyde de lithium et de cobalt, une proportion en poids du copolymère organique dans ledit matériau de cathode est comprise entre 1% et 2%. Procédé de préparation du matériau de cathode tel que défini dans la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend l’enrobage et modification de la particule d’oxyde de lithium et de cobalt par un copolymère organique, selon les étapes suivantes : étape (1) : mélanger de façon homogène la particule d’oxyde de lithium et de cobalt avec un solvant, et ajouter une solution de copolymère organique pour obtenir le mélange A ; et étape (2) : soumettre ledit mélange A à une évaporation sous agitation, un séchage et un broyage, soumettre le matériau résultant à un traitement de recuit, et broyer pour obtenir le matériau de cathode en oxyde de lithium et de cobalt. Procédé de préparation selon la revendication 7, dans lequel à l’étape (1), le matériau de cathode en oxyde de lithium et de cobalt a pour formule chimique LiM x Co 1-x O 2 , dans laquelle 0 Procédé de préparation selon la revendication 7, dans lequel à l’étape (2), l’évaporation sous agitation est effectuée pendant 1,5 h à 2,5 h à une vitesse de rotation comprise entre 300 tr/min et 600 tr/min et à une température comprise entre 60°C et 90°C ; le séchage est effectué à une température comprise entre 80°C et 100°C pendant 10 h à 24 h ; et le traitement de recuit est effectué sous gaz inerte à une température comprise entre 150°C et 300°C pendant 2 h à 6 h. Utilisation du matériau de cathode en oxyde de lithium et de cobalt tel que défini dans la revendication 1, dans les domaines des batteries 3C et des batteries de puissance.