Brevet FR3138247A1 — publié le 20240126

La présente divulgation divulgue un précurseur de matériau de cathode. Le précurseur de matériau de cathode fourni dans la présente divulgation comprend une substance représentée par la formule chimique suivante : Ni x Co y Mn z Fe a (OH) 2 , où 0 Figure pour l’abrégé : figure 1 PRÉCURSEUR DE MATÉRIAU DE CATHODE, PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET UTILISATION La présente divulgation concerne le domaine technique des batteries rechargeables, et en particulier un précurseur de matériau de cathode, ainsi qu’un procédé de préparation et une utilisation associés. Avec pour finalité de promouvoir le respect de l’environnement, des conditions restrictives ont été graduellement imposées sur les véhicules à carburants classiques et des véhicules nouvelles énergies ont été progressivement introduits sur le marché. Toutefois, les véhicules nouvelles énergies actuellement sur le marché continuent de faire face aux défauts suivants : faible autonomie kilométrique (anxiété liée au kilométrage), courte durée de vie, risque de sécurité caché, construction imparfaite des installations de support associées, etc. L’autonomie kilométrique est une des principales préoccupations des consommateurs, et il est ainsi urgent de mettre au point un véhicule nouvelles énergies doté d’une autonomie kilométrique de plus de 1000 km. Une autonomie kilométrique d’un véhicule nouvelles énergies est notamment limitée par une densité d’énergie d’un matériau de cathode, et la densité d’énergie est proportionnelle à une capacité spécifique du matériau de cathode. Par conséquent, l’augmentation à un maximum de la capacité spécifique du matériau de cathode est la manière la plus directe et la plus efficace d’améliorer une densité d’énergie d’un bloc-batterie. En outre, la durée de vie est une autre des préoccupations des consommateurs. Une durée de vie d’un véhicule nouvelles énergies est limitée par une durée de vie en cyclage d’un matériau de cathode à un certain degré, et il est ainsi très important d’améliorer les performances de cyclage des matériaux de cathode. Actuellement, des procédés destinés à améliorer la capacité spécifique et les performances de cyclage pour des matériaux de cathode comprennent principalement le dopage, le revêtement et une conception spéciale d’une structure de matériau de cathode, mais ces procédés ne peuvent pas provoquer d’effet satisfaisant. Étant donné que les performances d’un matériau de cathode dépendent grandement d’un précurseur, la conception d’un précurseur avec une composition raisonnable est une manière efficace d’améliorer les performances de cyclage et la capacité spécifique par gramme d’un matériau de cathode. La présente divulgation vise à résoudre au moins un des problèmes techniques existant dans l’état de la technique. Dans cette perspective, la présente divulgation concerne un précurseur de matériau de cathode, et un matériau de cathode préparé à partir du précurseur de matériau de cathode possède d’excellentes performances de cyclage et une excellente capacité spécifique par gramme. La présente divulgation concerne également un procédé de préparation du précurseur de matériau de cathode. La présente divulgation concerne également l’utilisation du précurseur de matériau de cathode. Selon un mode de réalisation dans un premier aspect de la présente divulgation, un précurseur de matériau de cathode est fourni, comprenant une substance représentée par la formule chimique suivante : Ni x Co y Mn z Fe a (OH) 2 , où 0 Le précurseur de matériau de cathode selon le mode de réalisation de la présente divulgation présente au moins les effets bénéfiques suivants : (1) Au niveau industriel, un précurseur de matériau de cathode est généralement synthétisé par co-précipitation avec un sulfate de métal de transition en tant que matière première et il comprend ainsi généralement une impureté de soufre sous la forme de SO 4 2- , et l’impureté de soufre est piégée à l’intérieur du précurseur de matériau de cathode ou adsorbé sur une surface du précurseur de matériau de cathode. Un matériau de cathode préparé à partir du précurseur de matériau de cathode héritera des impuretés, et les impuretés affecteront les performances de cyclage et la capacité spécifique par gramme du matériau de cathode, l’élément soufre présentera notamment l’effet le plus significatif. Par conséquent, la réduction de la teneur en impuretés soufre dans un précurseur de matériau de cathode améliorera jusqu'à un certain degré les performances électrochimiques d’un matériau de cathode préparé à partir du précurseur de matériau de cathode. L’impureté piégée à l’intérieur du précurseur de matériau de cathode peut difficilement être retirée par une procédure subséquente de lavage alcalin ou à l’eau. Dans la présente divulgation, le précurseur de matériau de cathode est dopé au Fe. Étant donné que le Fe est dans la même période du tableau périodique des éléments que le Ni, le Co et le Mn et qu’il présente un coefficient atomique et un rayon ionique similaires à ceux des Ni, Co et Mn, les ions fer peuvent largement occuper des positions d’ions de métaux de transition dans un réseau, permettant ainsi le dopage au niveau atomique. Par conséquent, les ions Fe (ions fer) occupent directement des positions d’ions de métaux de transition (et d’oxygène à neutralité électrique dans un réseau, « oxygen equilibrium electricity in a lattice » en langue anglaise), plutôt qu’être directement piégés dans un espace intercouche, et l’adsorption d’anions tels que SO 4 2- et OH - n’est pas nécessaire pour maintenir la neutralité électrique. Comparé à d’autres types de dopage, le dopage au Fe peut réduire l’adsorption d’un radical sulfate par le précurseur de matériau de cathode jusqu’à un certain degré, réduisant ainsi une teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode. (2) Une fois que le précurseur de matériau de cathode fourni dans la présente divulgation est fritté avec une source de lithium pour obtenir un matériau de cathode, le Fe et autres ions de métaux de transition sont oxydés. Les Fe 3+ (t 5 2g e g 0 ) et Co 3+ (t 6 2g e g 0 ) ont une configuration électronique similaire, qui peut réduire le super-échange linéaire Ni 2+ -O 2− -Fe 3+ entre deux couches pour bien réduire le désordre Ni/Li dans le matériau de cathode et exerce un effet similaire à celui du Co 3+ . Le Fe est moins onéreux que le Co et est largement disponible, et ainsi le remplacement d’une partie du Co par du Fe peut améliorer l’efficacité économique du précurseur de matériau de cathode et du matériau de cathode. En outre, une transition de phase d’un matériau de cathode est liée à la migration des ions de métaux de transition d’un espace octaédrique à un espace tétraédrique, et le Fe 3+ dans un état de spin élevé occupe facilement l’espace tétraédrique. Par conséquent, une voie de migration des ions de métaux de transition de l’espace octaédrique à l’espace tétraédrique peut être bloquée pour inhiber une transition de phase durant un processus de cyclage du matériau de cathode. En d’autres termes, le dopage au Fe peut jouer un plus grand rôle que le Co pour réduire le désordre des cations à l’intérieur du matériau de cathode, et peut aussi bloquer la migration des ions de métaux de transition pour inhiber une transition de phase du matériau durant un processus de cyclage, donnant ainsi au matériau de cathode des performances électrochimiques proéminentes, notamment des performances de cyclage. (3) Bien que le dopage au Fe présente les avantages ci-dessus, si une teneur en Fe excède une gamme requise par la présente divulgation, des impuretés magnétiques seront introduites, et ainsi une batterie rechargeable préparée à partir d’un matériau de cathode résultant du précurseur de matériau de cathode présentera des problèmes de sécurité tels qu’un court-circuit et une auto-décharge. Ainsi, le fait de limiter une quantité dopante de Fe dans la présente divulgation peut réduire une teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode, inhiber une teneur en désordre Li/Ni dans le matériau de cathode préparé à partir du précurseur de matériau de cathode, et éviter l’introduction de particules magnétiques. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, dans lequel dans la formule Ni x Co y Mn z Fe a (OH) 2 , 0,001 ≤ a ≤ 0,005, ce qui signifie que a peut être 0,001, 0,002, 0,003, 0,004, et 0,005. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le précurseur de matériau de cathode a une taille de particules D50 de 9,5 μm à 10,5 μm. Selon des modes de réalisation de la présente divulgation, une teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode est inférieure ou égale à 1400 ppm. La teneur en impureté soufre est corrélée à la composition du précurseur de matériau de cathode, notamment à une teneur en nickel. Dans les mêmes conditions de préparation, la teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode augmente avec l’augmentation de la teneur en nickel. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, lorsque 0,68 ≤ x ≤ 0,72 et 0,0025 ≤ a ≤ 0,0035 dans Ni x Co y Mn z Fe a (OH) 2 , la teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode est inférieure ou égale à 500 ppm. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, lorsque 0,78 ≤ x ≤ 0,82 et 0,0005 ≤ a ≤ 0,0015 dans Ni x Co y Mn z Fe a (OH) 2 , la teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode est inférieure ou égale à 800 ppm. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, lorsque 0,90 ≤ x ≤ 0,92 et 0,0015 ≤ a ≤ 0,0025 dans Ni x Co y Mn z Fe a (OH) 2 , la teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode est inférieure ou égale à 1400 ppm. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, lorsque 0,62 ≤ x ≤ 0,67 et 0,00 x Co y Mn z Fe a (OH) 2 , la teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode est inférieure ou égale à 450 ppm. En outre, comparé à un précurseur de matériau de cathode sans Fe dopé préparé par le même procédé de préparation, une teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode fourni par la présente divulgation est réduite de 43 % ou plus. En outre, comparé à un précurseur de matériau de cathode sans Fe dopé, la teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode fourni par la présente divulgation est réduite de 43 % à 60 %. En raison de cette réduction significative de la teneur en impureté soufre, on peut s’attendre à ce qu’un matériau de cathode préparé par le précurseur de matériau de cathode fourni par la présente description présente une excellente capacité spécifique par gramme et d’excellentes performances de cyclage. Selon un mode de réalisation dans un deuxième aspect de la présente divulgation, un procédé de préparation du précurseur de matériau de cathode est fourni, comprenant : le mélange d’une solution saline, d’hydroxyde d’ammonium, et d’une solution alcaline pour permettre une réaction, dans lequel la solution saline comprend des ions nickels, des ions cobalt, des ions manganèse, et des ions fer ; et dont le rapport molaire des ions nickels (x), des ions cobalt (y), des ions manganèse (z), et des ions fer (a) se présente sous la forme x/y/z/a, plus particulièrement x, y, z et a tels que décrits précédemment. Le procédé de préparation de précurseur de matériau de cathode selon le mode de réalisation de la présente divulgation présente au moins les effets bénéfiques suivants : (1) Le procédé de préparation fourni par la présente divulgation est en fait un procédé de coprécipitation, dans lequel le fer est coprécipité avec d’autres métaux de transition (tels que le Ni) pour permettre le dopage uniforme de Fe, de telle sorte qu’une teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode peut être réduite et le désordre Li/Ni dans un matériau de cathode préparé à partir du précurseur de matériau de cathode peut être réduit. (2) Dans les processus traditionnels, les chercheurs ont exploré la préparation d’un précurseur ternaire nickel-cobalt-manganèse avec une faible teneur en soufre en utilisant un procédé discontinu, comprenant l’adoption d’un processus PSP (arrêt de réaction-sédimentation-retrait du surnageant-début de réaction) au stade de croissance cristalline. Le processus ci-dessus est peu applicable et relativement complexe, et ne peut que réduire une teneur en S à 1200 ppm. Il existe également un processus de préparation de grandes particules de précurseur ternaire de nickel-cobalt-manganèse avec une faible teneur en soufre par de multiples lavages à l’eau et lavages alcalins, et le processus peut réguler une teneur en S dans le précurseur à 850 ppm ou moins. Cependant, ce processus alourdit les procédures et augmente la consommation de solution alcaline, faisant ainsi augmenter le coût et le cycle de production à un certain degré. Dans la présente divulgation, le dopage au fer est obtenu uniquement par l’intermédiaire de la coprécipitation pour réduire une teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode, ce qui diminue considérablement les procédures de préparation et le coût de préparation, est simple, facile à mettre en œuvre et avantageux pour la promotion à grande échelle. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, les ions nickels sont dérivés de NiSO 4 ·6H 2 O ou de NiSO 4 anhydre. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, les ions cobalt sont dérivés de CoSO 4 ·7H 2 O ou de CoSO 4 anhydre. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, les ions manganèse sont dérivés de MnSO 4 ·H 2 O ou de MnSO 4 anhydre. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, les ions fer sont dérivés de FeSO 4 ·7H 2 O ou de FeSO 4 anhydre. Les quantités traces d’impuretés Ca et Mg dans le précurseur de matériau de cathode peuvent être combinées avec du SO 4 2- pour former du CaSO 4 et du MgSO 4 . Le CaSO 4 est légèrement soluble ; et avec des propriétés relativement différentes du Ni, du Cu, et du Mn, le Mg ne permet pas de remplacer facilement un métal de transition dans un réseau, mais il est piégé à l’intérieur d’un cristal, qui est difficile à retirer par simple lavage à l’eau ou équivalent. Le Fe est dopé sous la forme de FeSO 4 , et le FeSO 4 est un électrolyte fort soluble. En outre, étant donné que le Fe est dans la même période du tableau périodique des éléments que le Ni, le Co et le Mn et qu’il présente un coefficient atomique et un rayon ionique similaires à ceux des Ni, Co et Mn, les ions Fe peuvent largement occuper des positions des ions de métaux de transition dans un réseau sans introduction d’anions tels que SO 4 2- et CO 3 2- entre les couches pour maintenir la neutralité électrique. En raison d’un effet compétitif du Fe avec d’autres impuretés, l’inclusion d’impuretés dans le précurseur de matériau de cathode est réduite, réduisant ainsi la teneur en impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, la solution saline a une concentration comprise dans la gamme allant de 1 mol/L à 3 mol/L, et la concentration est une somme des concentrations des ions de métaux de transition et des ions fer dans la solution saline. Selon certains modes de réalisation préférés de la présente divulgation, la solution saline a une concentration comprise dans la gamme allant de 1,5 mol/L à 2,5 mol/L. Selon certains modes de réalisation préférés de la présente divulgation, dans le milieu réactionnel, la concentration de l’hydroxyde d’ammonium est comprise dans la gamme allant de 0,5 g/L à 12 g/L. Selon certains modes de réalisation préférés de la présente divulgation, dans le milieu réactionnel, la concentration de l’hydroxyde d’ammonium est comprise dans la gamme allant de 0,8 g/L à 11 g/L. Selon certains modes de réalisation préférés de la présente divulgation, dans le milieu réactionnel, une concentration de l’hydroxyde d’ammonium est d’environ 4 g/L. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le milieu réactionnel a un pH compris entre 8,5 et 12. Selon certains modes de réalisation préférés de la présente divulgation, le milieu réactionnel a un pH compris entre 9 et 11,5. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, la solution alcaline a une concentration comprise dans la gamme allant de 2 mol/L à 10 mol/L. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, un soluté dans la solution alcaline comprend au moins un composé sélectionné dans le groupe constitué de l’hydroxyde de sodium et de l’hydroxyde de potassium. Selon certains modes de réalisation préférés de la présente divulgation, un soluté dans la solution alcaline est l’hydroxyde de sodium, qui peut réduire le coût et augmenter la concentration de la solution alcaline. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le mélange est réalisé sous agitation, et de préférence, l’agitation est réalisée à une vitesse de rotation de 300 tr/min à 500 tr/min. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le procédé de préparation du précurseur de matériau de cathode comprend en outre : le lavage d’un mélange solide-liquide obtenu après la réaction. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le lavage comprend : le mélange d’une solution alcaline avec le mélange solide-liquide, la réalisation d’une séparation solide-liquide pour obtenir une phase solide, et le lavage de la phase solide à l’eau pure. La solution alcaline peut éliminer l’impureté soufre dans le précurseur de matériau de cathode au plus grand degré possible, et l’eau pure peut éliminer la solution alcaline résiduelle. En outre, la solution alcaline est utilisée pour le lavage du mélange solide-liquide à une température de 55 °C à 65 °C et une concentration d’environ 5 ml/L. L’eau pure est utilisée pour le lavage de la phase solide à une température de 45 °C à 55 °C. Durant le processus de lavage, un rapport de volume du mélange solide-liquide sur la solution alcaline et sur l’eau pure est d’environ 4/1/2. Selon un mode de réalisation dans un troisième aspect de la présente divulgation, un matériau de cathode est fourni, dans lequel les matières premières de préparation du matériau de cathode comprennent le précurseur de matériau de cathode. Étant donné que le matériau de cathode adopte toutes les solutions techniques du précurseur de matériau de cathode dans les modes de réalisation ci-dessus, le matériau de cathode présente au moins tous les effets bénéfiques permis par les solutions techniques des modes de réalisation ci-dessus. En d’autres termes, le matériau de cathode a une faible teneur en impureté soufre, un faible degré de désordre lithium-nickel, et une excellente capacité spécifique par gramme et d’excellentes performances de cyclage. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, les matières premières pour la préparation du matériau de cathode comprennent en outre une source de lithium. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, les matières premières pour la préparation du matériau de cathode comprennent en outre au moins un composé sélectionné dans le groupe constitué d’un dopant de masse (« a bulk dopant » en langue anglaise), d’un dopant de surface, et d’un agent de revêtement de surface. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le dopant de masse comprend au moins un composé sélectionné dans le groupe constitué du ZrO 2 , de l’Y 2 O 3 , du SrO, du CeO 2 , du La 2 O 3 , et du MoO 3 . Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le dopant de surface et l’agent de revêtement de surface sont chacun indépendamment au moins un composé sélectionné dans le groupe constitué du WO 3 , de l’Al 2 O 3 , du Sb 2 O 3 , du TiO 2 , du Nb 2 O 5 , du B 2 O 3 , du MgCO 3 , et du NaF. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le matériau de cathode a la formule chimique suivante : Li 1+b Ni x Co y Mn z Fe a M c O 2 , où 0 ≤ b ≤ 0.2, 0 ≤ c ≤ 0,03, et M comprend au moins deux éléments choisis dans le groupe constitué de Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B, et F. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, dans Li 1+b Ni x Co y Mn z Fe a M c O 2 , M est dérivé d’au moins un composé sélectionné dans le groupe constitué d’un dopant de masse, d’un dopant de surface et d’un agent de revêtement de surface. Une quantité de chacun du dopant de masse, du dopant de surface, et de l’agent de revêtement de surface est calculée sur la base de la valeur de c dans Li 1+b Ni x Co y Mn z Fe a M c O 2 . Selon un mode de réalisation dans un quatrième aspect de la présente divulgation, un procédé de préparation du matériau de cathode est fourni, comprenant les étapes suivantes : mélanger un précurseur de matériau de cathode avec une source de lithium, et soumettre la solution résultant du mélange à un premier frittage (« sintering » en langue anglaise) puis un second frittage successivement. Étant donné que le procédé de préparation du matériau de cathode adopte toutes les solutions techniques du matériau de cathode dans les modes de réalisation ci-dessus, le procédé de préparation présente au moins tous les effets bénéfiques permis par les solutions techniques des modes de réalisation ci-dessus. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, un rapport molaire du lithium dans la source de lithium sur les atomes de métaux de transition dans le précurseur de matériau de cathode est de (1 - 1,1)/ 1. Étant donné qu’il peut y avoir une certaine perte par frittage de la source de lithium durant les processus de frittage, notamment durant un premier processus de frittage, la gamme de rapport ci-dessus permet qu’un rapport lithium/métal de transition du matériau de cathode soit maintenu à environ 1. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, une source de lithium comprend au moins un composé sélectionné dans le groupe constitué du LiOH et Li 2 CO 3 . Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, les matières premières pour le mélange comprennent en outre un dopant de masse (« a bulk dopant » en langue anglaise). Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le procédé de préparation du matériau de cathode comprend en outre : le broyage d’un produit du premier frittage. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le broyage comprend au moins un élément sélectionné dans le groupe constitué du broyage grossier et du broyage fin ; un instrument utilisé pour le broyage grossier comprend au moins un élément sélectionné dans le groupe constitué d’un concasseur à mâchoire et d’un concasseur à cylindre ; et un instrument utilisé pour le broyage fin comprend au moins un élément sélectionné dans le groupe constitué d’un broyeur à flux d’air et d’un broyeur mécanique. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le procédé de préparation du matériau de cathode comprend en outre : entre le premier et le second frittage, le mélange d’un produit du premier frittage avec au moins un élément sélectionné dans le groupe constitué d’un dopant de surface et d’un agent de revêtement de surface. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le premier frittage et le second frittage sont chacun réalisés dans au moins une atmosphère sélectionnée dans le groupe constitué d’une atmosphère d’air sec et d’une atmosphère d’oxygène. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le premier frittage est réalisé à une température constante de 700 °C à 1000 °C. Selon certains modes de réalisation de la présente divulgation, le premier frittage est réalisé à une température constante de 250 °C à 750 °C. Selon un mode de réalisation dans un cinquième aspect de la présente divulgation, une batterie rechargeable est fournie, dans laquelle les matières premières pour la préparation de la batterie rechargeable comprennent le matériau de cathode. Étant donné que la batterie rechargeable est préparée à partir du matériau de cathode, elle a une durée de vie plus longue et une densité d’énergie plus élevée que les batteries rechargeables classiques ; et lorsqu’elle est utilisée comme une batterie rechargeable, elle peut effectivement soulager l’anxiété liée au kilométrage et prolonger le cycle de remplacement de batterie. Selon un mode de réalisation dans le sixième aspect de la présente divulgation, une utilisation de la batterie rechargeable dans les domaines des batteries d’alimentation (« power batteries » en langue anglaise) et du stockage d’énergie (« energy storage » en langue anglaise) est fournie. Sauf spécification contraire, le terme « environ » dans la présente divulgation permet une erreur de ± 2 %. Par exemple, « environ 100 » indique en fait 100 ± 100 × 2 %, précisément, 98 à 102. D’autres caractéristiques et avantages de la présente divulgation vont être illustrés dans la description suivante, et certaines d’entre elles deviendront évidentes à partir de la description ou seront comprises par mise en œuvre de la présente divulgation. Les aspects et avantages ci-dessus et/ou des aspects et avantages supplémentaires de la présente divulgation deviendront évidents et faciles à comprendre à partir de la description des exemples conjointement aux dessins suivants. La est une image de microscopie électronique à balayage (MEB) d’un précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple 1 de la présente divulgation ; la est une image de MEB d’un matériau de cathode obtenu à l’exemple 5 de la présente divulgation ; la est un diagramme de diffraction des rayons X (XRD) du matériau de cathode obtenu à l’exemple 5 de la présente divulgation ; et la est une image MEB d’un précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple comparatif 1 de la présente divulgation. Les exemples de la présente divulgation sont décrits en détails ci-dessous. Des illustrations des exemples sont présentées sur les dessins. Des numéros identiques ou similaires représentent des éléments identiques ou similaires ayant des fonctions identiques ou similaires tout au long de la spécification. Les exemples décrits ci-dessous par référence aux dessins sont proposés à titre d’illustration. Ces exemples ne sont proposés que pour expliquer la présente divulgation, et ne doivent pas être entendus comme une limite à la présente divulgation. Exemple 1 Dans cet exemple, on a préparé un précurseur de matériau de cathode avec une formule chimique définie de Ni 0,70 Co 0,05 Mn 0,247 Fe 0,003 (OH) 2 (un produit proprement dit pourrait être légèrement différent) par l'intermédiaire des étapes spécifiques suivantes. On a pesé du NiSO 4 ·6H 2 O, du CoSO 4 ·7H 2 O, du MnSO 4 ·H 2 O, et du FeSO 4 ·7H 2 O conformément à un rapport molaire de 0,70/0,05/0,247/0,003 et on les a préparés en une solution saline (un stock de départ) avec une concentration de 2 mol/l. On a introduit la solution saline, l’hydroxyde d’ammonium industriel, et une solution alcaline de NaOH à 4 mol/l (un stock de départ) dans un réacteur par différents tuyaux d’entrée pour permettre une réaction. Pendant la réaction, on a maintenu la concentration en hydroxyde d’ammonium à 4 g/l, on a maintenu un pH à 10,5, et on a maintenu une vitesse d’agitation à 400 tr/min. Lorsque le produit résultant a atteint une taille de particules D50 de 9,5 µm à 10,5 µm, on a collecté en continu un hydroxyde de nickel-cobalt-manganèse dopé au Fe Ni 0.70 Co 0.05 Mn 0.247 Fe 0.003 (OH) 2 au niveau d’un orifice de débordement, et on l’a lavé avec une solution de NaOH à 5 mol/l à 60 °C pendant 20 minutes puis avec de l’eau pure à 50 °C pendant 10 minutes. Un rapport de volume d’une suspension de précurseur sur la solution alcaline sur l’eau pure était de 4/1/2. Exemple 2 Dans cet exemple, on a préparé un précurseur de matériau de cathode avec une formule chimique définie de Ni 0,80 Co 0,1 Mn 0,099 Fe 0,001 (OH) 2 par l'intermédiaire des étapes spécifiques suivantes. On a pesé du NiSO 4 ·6H 2 O, du CoSO 4 ·7H 2 O, du MnSO 4 ·H 2 O, et du FeSO 4 ·7H 2 O conformément à un rapport molaire de 0,80/0,10/0,099/0,001 et on les a préparés en une solution saline (un stock de départ) avec une concentration de 2 mol/l. On a introduit la solution saline, l’hydroxyde d’ammonium industriel, et une solution alcaline de NaOH à 3 mol/l (un stock de départ) dans un réacteur par différents tuyaux d’entrée pour permettre une réaction. Pendant la réaction, on a maintenu la concentration en hydroxyde d’ammonium à 2 g/l (dans le milieu réactionnel), on a maintenu un pH à 10, et on a maintenu une vitesse d’agitation à 400 tr/min. Lorsque le précurseur résultant a atteint une taille de particules D50 de 9,5 µm à 10,5 µm, on a collecté en continu un hydroxyde de nickel-cobalt-manganèse dopé au Fe Ni 0.80 Co 0.1 Mn 0.099 Fe 0.001 (OH) 2 au niveau d’un orifice de débordement, et on l’a lavé avec une solution de NaOH à 5 mol/l à 60 °C pendant 20 minutes puis avec de l’eau pure à 50 °C pendant 10 minutes. Un rapport de volume d’une suspension de précurseur sur la solution alcaline sur l’eau pure était de 4/1/2. Exemple 3 Dans cet exemple, on a préparé un précurseur de matériau de cathode avec une formule chimique définie de Ni 0,92 Co 0,04 Mn 0,038 Fe 0,002 (OH) 2 par l'intermédiaire des étapes spécifiques suivantes. On a pesé du NiSO 4 ·6H 2 O, du CoSO 4 ·7H 2 O, du MnSO 4 ·H 2 O, et du FeSO 4 ·7H 2 O conformément à un rapport molaire de 0,92/0,04/0,038/0,002 et on les a préparés en une solution saline (un stock de départ) avec une concentration de 1,5 mol/l. On a introduit la solution saline, l’hydroxyde d’ammonium industriel, et une solution alcaline de NaOH à 2 mol/l (un stock de départ) dans un réacteur par différents tuyaux d’entrée pour permettre une réaction. Pendant la réaction, on a maintenu la concentration en hydroxyde d’ammonium à 2 g/l (dans le milieu réactionnel), on a maintenu un pH à 9, et on a maintenu une vitesse d’agitation à 400 tr/min. Lorsque le précurseur résultant a atteint une taille de particules D50 de 9,5 µm à 10,5 µm, on a collecté en continu un hydroxyde de nickel-cobalt-manganèse dopé au Fe Ni 0.92 Co 0.04 Mn 0.038 Fe 0.002 (OH) 2 au niveau d’un orifice de débordement, et on l’a lavé avec une solution de NaOH à 5 mol/l à 60 °C pendant 20 minutes puis avec de l’eau pure à 50 °C pendant 10 minutes. Un rapport de volume d’une suspension de précurseur sur la solution alcaline sur l’eau pure était de 4/1/2. Exemple 4 Dans cet exemple, on a préparé un précurseur de matériau de cathode avec une formule chimique définie de Ni 0,65 Co 0,12 Mn 0,225 Fe 0,005 (OH) 2 par l'intermédiaire des étapes spécifiques suivantes. On a pesé du NiSO 4 ·6H 2 O, du CoSO 4 ·7H 2 O, du MnSO 4 ·H 2 O, et du FeSO 4 ·7H 2 O conformément à un rapport molaire de 0,65/0,12/0,225/0,005 et on les a préparés en une solution saline (un stock de départ) avec une concentration de 2,5 mol/l. On a introduit la solution saline, l’hydroxyde d’ammonium industriel, et une solution alcaline de NaOH à 10 mol/l (un stock de départ) dans un réacteur par différents tuyaux d’entrée pour permettre une réaction. Pendant la réaction, on a maintenu la concentration en hydroxyde d’ammonium à 11 g/l (dans le milieu réactionnel), on a maintenu un pH à 11,5, et on a maintenu une vitesse d’agitation à 400 tr/min. Lorsque le précurseur résultant a atteint une taille de particules D50 de 9,5 µm à 10,5 µm, on a collecté en continu un hydroxyde de nickel-cobalt-manganèse dopé au Fe Ni 0.65 Co 0.12 Mn 0.225 Fe 0.005 (OH) 2 au niveau d’un orifice de débordement, et on l’a lavé avec une solution de NaOH à 5 mol/l à 60 °C pendant 20 minutes puis avec de l’eau pure à 50 °C pendant 10 minutes. Un rapport de volume d’une suspension de précurseur sur la solution alcaline sur l’eau pure était de 4/1/2. Exemple 5 Dans cet exemple, on a préparé un matériau de cathode par l’intermédiaire des étapes spécifiques suivantes. D1. On a rigoureusement mélangé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple 1 avec du LiOH et des additifs de dopage de masse ZrO 2 et Y 2 O 3 (« bulk dopants » en langue anglaise), puis on a soumis un mélange résultant à un premier frittage dans une atmosphère avec une concentration en oxygène de 95 %, avec un cycle de frittage de 27 h et un temps de maintien de 12 h à 940 °C. Un rapport molaire du Li dans le LiOH sur une somme de Ni, Co, Mn, et Fe dans le précurseur de matériau de cathode (Li/(Ni+Co+Mn+Fe)) était de 1,05. On a ajouté les additifs ZrO 2 et Y 2 O 3 en des quantités de 3000 ppm et 1500 ppm, respectivement (sur la base d’une proportion de masse de Zr/Y de ZrO 2 /Y 2 O 3 dans le précurseur). D2. On a soumis un produit obtenu à l’étape D1 à un broyage grossier et un broyage fin pour obtenir un intermédiaire avec une taille de particules D50 d’environ 4 µm, on a rigoureusement mélangé l’intermédiaire avec les additifs WO 3 et Al 2 O 3 , puis on a soumis un mélange résultant à un second frittage dans une atmosphère avec une concentration d’oxygène de 95 %, avec un cycle de frittage de 15 h et un temps de maintien de 6 h à 550 °C. On a ajouté les additifs WO 3 et Al 2 O 3 en des quantités de 1500 ppm et 1000 ppm, respectivement (sur la base d’une proportion en masse de W/Al de WO 3 /Al 2 O 3 dans le produit obtenu à l’étape D1). Exemple 6 Dans cet exemple, on a préparé un matériau de cathode par l’intermédiaire des étapes spécifiques suivantes. D1. On a rigoureusement mélangé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple 2 avec du LiOH et des additifs de dopage de masse ZrO 2 et SrO, puis on a soumis un mélange résultant à un premier frittage dans une atmosphère avec une concentration en oxygène de 97 %, avec un cycle de frittage de 29 h et un temps de maintien de 15 h à 830 °C. Un rapport molaire du Li dans le LiOH sur une somme de Ni, Co, Mn, et Fe dans le précurseur de matériau de cathode (Li/(Ni+Co+Mn+Fe)) était de 1,03. On a ajouté les additifs ZrO 2 et SrO en des quantités de 2000 ppm et 800 ppm, respectivement (sur la base d’une proportion de masse de Zr/Sr de ZrO 2 /SrO dans le précurseur). D2. On a soumis un produit obtenu à l’étape D1 à un broyage grossier et un broyage fin pour obtenir un intermédiaire avec une taille de particules D50 d’environ 4 µm, on a rigoureusement mélangé l’intermédiaire avec les additifs Sb 2 O 3 et TiO 2 , puis on a soumis un mélange résultant à un second frittage dans une atmosphère avec une concentration d’oxygène de 97 %, avec un cycle de frittage de 14 h et un temps de maintien de 5 h à 400 °C. On a ajouté les additifs Sb 2 O 3 et TiO 2 en des quantités de 1000 ppm et 2000 ppm, respectivement (sur la base d’une proportion en masse de Sb/Ti de Sb 2 O 3 /TiO 2 dans le produit obtenu à l’étape D1). Exemple 7 Dans cet exemple, on a préparé un matériau de cathode par l’intermédiaire des étapes spécifiques suivantes. D1. On a rigoureusement mélangé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple 3 avec du LiOH et des additifs de dopage de masse CeO 2 et La 2 O 3 , puis on a soumis un mélange résultant à un premier frittage dans une atmosphère avec une concentration en oxygène de 99 %, avec un cycle de frittage de 30 h et un temps de maintien de 16 h à 750 °C. Un rapport molaire du Li dans le LiOH sur une somme de Ni, Co, Mn, et Fe dans le précurseur de matériau de cathode (Li/(Ni+Co+Mn+Fe)) était de 1,01. On a ajouté les additifs CeO 2 et La 2 O 3 en des quantités de 1500 ppm et 1500 ppm, respectivement (sur la base d’une proportion de masse de Ce/La de CeO 2 /La 2 O 3 dans le précurseur). D2. On a soumis un produit obtenu à l’étape D1 à un broyage grossier et un broyage fin pour obtenir un intermédiaire avec une taille de particules D50 d’environ 4 µm, on a rigoureusement mélangé l’intermédiaire avec les additifs Nb 2 O 5 et B 2 O 3 , puis on a soumis un mélange résultant à un second frittage dans une atmosphère avec une concentration d’oxygène de 97 %, avec un cycle de frittage de 16 h et un temps de maintien de 8 h à 280 °C. On a ajouté les additifs Nb 2 O 5 et B 2 O 3 en des quantités de 1500 ppm et 1000 ppm, respectivement (sur la base d’une proportion en masse de Nb/B de Nb 2 O 5 /B 2 O 3 dans le produit obtenu à l’étape D1). Exemple 8 Dans cet exemple, on a préparé un matériau de cathode par l’intermédiaire des étapes spécifiques suivantes. D1. On a rigoureusement mélangé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple 4 avec du Li 2 CO 3 et des additifs MoO 3 et ZrO 2 , puis on a soumis un mélange résultant à un premier frittage dans une atmosphère avec une concentration en oxygène de 90 %, avec un cycle de frittage de 32 h et un temps de maintien de 15 h à 950 °C. Un rapport molaire du Li dans le Li 2 CO 3 sur une somme de Ni, Co, Mn, et Fe dans le précurseur de matériau de cathode (Li/(Ni+Co+Mn+Fe)) était de 1,06. On a ajouté les additifs MoO 3 et ZrO 2 en des quantités de 1000 ppm et 2000 ppm, respectivement (sur la base d’une proportion de masse de Mo/Zr de MoO 3 /ZrO 2 dans le précurseur de matériau de cathode). D2. On a soumis un produit obtenu à l’étape D1 à un broyage grossier et un broyage fin pour obtenir un intermédiaire avec une taille de particules D50 d’environ 4 µm, on a rigoureusement mélangé l’intermédiaire avec les additifs MgCO 3 et NaF, puis on a soumis un mélange résultant à un second frittage dans une atmosphère avec une concentration d’oxygène de 90 %, avec un cycle de frittage de 16 h et un temps de maintien de 5 h à 700 °C. On a ajouté les additifs MgCO 3 et NaF en des quantités de 2000 ppm et 1000 ppm, respectivement (sur la base d’une proportion en masse de Mg/F de MgCO 3 /NaF dans le produit obtenu à l’étape D1). Exemple comparatif 1 On a préparé un précurseur de matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 1 à l’exception que : on a préparé la solution saline par mélange de NiSO 4 ·6H 2 O, CoSO 4 ·7H 2 O, et MnSO 4 ·H 2 O en un rapport molaire de 0,70/0,05/0,25. Exemple comparatif 2 On a préparé un précurseur de matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 2 à l’exception que : on a préparé la solution saline par mélange de NiSO 4 ·6H 2 O, CoSO 4 ·7H 2 O, et MnSO 4 ·H 2 O en un rapport molaire de 0,80/0,10/0,10. Exemple comparatif 3 On a préparé un précurseur de matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 3 à l’exception que : on a préparé la solution saline par mélange de NiSO 4 ·6H 2 O, CoSO 4 ·7H 2 O, et MnSO 4 ·H 2 O en un rapport molaire de 0,92/0,04/0,04. Exemple comparatif 4 On a préparé un précurseur de matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 4 à l’exception que : on a préparé la solution saline par mélange de NiSO 4 ·6H 2 O, CoSO 4 ·7H 2 O, et MnSO 4 ·H 2 O en un rapport molaire de 0,65/0,12/0,23. Exemple comparatif 5 On a préparé un précurseur de matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 1 à l’exception que : On a remplacé le FeSO 4 ·7H 2 O dans la solution saline par du ZrSO 4 ·4H 2 O avec le même rapport molaire, et le précurseur de matériau de cathode avait une formule chimique définie de Ni 0,70 Co 0,05 Mn 0,247 Zr 0,003 (OH) 2 . Exemple comparatif 6 On a préparé un précurseur de matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 3 à l’exception que : on a préparé la solution saline par mélange de NiSO 4 ·6H 2 O, CoSO 4 ·7H 2 O, MnSO 4 ·H 2 O, ZrSO 4 ·4H 2 O, et FeSO 4 ·7H 2 O en un rapport molaire de 0,90/0,04/0,04/0,01/0,01 ; et le précurseur de matériau de cathode dans cet exemple comparatif avait une formule chimique définie de Ni 0,90 Co 0,04 Mn 0,04 Zr 0,01 Fe 0,01 (OH) 2 . Exemple comparatif 7 On a préparé un précurseur de matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 1 à l’exception que : on a préparé la solution saline par mélange de NiSO 4 ·6H 2 O, CoSO 4 ·7H 2 O, MnSO 4 ·H 2 O, et FeSO 4 ·7H 2 O en un rapport molaire de 0,70/0,05/0,24/0,01. Exemple comparatif 8 On a préparé un matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 5, à l’exception que : on a utilisé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple comparatif 1 dans cet exemple comparatif. Exemple comparatif 9 On a préparé un matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 6, à l’exception que : on a utilisé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple comparatif 2 dans cet exemple comparatif. Exemple comparatif 10 On a préparé un matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 7 à l’exception que : on a utilisé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple comparatif 3 dans cet exemple comparatif. Exemple comparatif 11 On a préparé un matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 8, à l’exception que : on a utilisé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple comparatif 4 dans cet exemple comparatif. Exemple comparatif 12 On a préparé un matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 5, à l’exception que : on a utilisé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple comparatif 5 dans cet exemple comparatif. Exemple comparatif 13 On a préparé un matériau de cathode dans cet exemple comparatif par le même procédé que celui de l’exemple 7, à l’exception que : on a utilisé le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple comparatif 6 dans cet exemple comparatif. Exemple de test Dans un premier aspect de cet exemple de test, on a testé une teneur en impureté soufre de chacun des précurseurs de matériau de cathode obtenus aux exemples 1 à 4 et aux exemples comparatifs 1 à 7 par spectrométrie d’émission atomique-plasma à couplage inductif (ICP-AES). Les résultats du test sont proposés dans le tableau 1. Teneur en S, ppm Teneur en S, ppm Teneur en S, ppm Teneur en S, ppm Exemple 1 500 Exemple 2 800 Exemple 3 1400 Exemple 4 450 Exemple comparatif 1 1000 Exemple comparatif 2 1700 Exemple comparatif 3 2900 Exemple comparatif 4 800 Exemple comparatif 5 1100 Exemple comparatif 6 1150 Exemple comparatif 7 950 On peut observer, à partir de la comparaison des exemples 1 à 4 aux exemples comparatifs 1 à 4 que, lorsqu’un précurseur de matériau de cathode sans Fe dopé est préparé par le même procédé de préparation, une teneur en impureté soufre est significativement accrue, indiquant que le dopage au Fe peut significativement réduire une teneur en S dans le précurseur de matériau de cathode, ce qui fournit une garantie pour une amélioration subséquente des performances d’un matériau de cathode. On peut observer, à partir de la comparaison entre les exemples 1 à 4 et l’exemple comparatif 5, que bien que préparés par des procédés de préparation similaires, étant donné que les précurseurs de matériaux de cathode résultant ont différentes compositions, ils ont des teneurs en impureté soufre différentes, et la teneur en impureté soufre augmente avec l’augmentation d’une teneur en Ni. On peut observer, à partir de la comparaison entre l’exemple 1, l’exemple comparatif 1 et l’exemple comparatif 5 que, lorsque du Zr est dopé à la place du Fe en une quantité égale de, une teneur en impureté soufre d’un précurseur de matériau de cathode résultant augmente, indiquant que la présence de Zr a un effet adverse sur la réduction de la teneur en impureté soufre. On peut observer, à partir de la comparaison entre l’exemple 1 et l’exemple comparatif 7, que seul le dopage de Fe en une quantité dans la gamme fournie par la présente divulgation peut réduire la teneur en impureté soufre ; et le dopage au Fe en une quantité au-delà de la gamme fournie par la présente divulgation a un effet adverse. On peut observer, à partir de la comparaison entre l’exemple 2 et l’exemple comparatif 6 que, lorsque la quantité de dopage de Fe est davantage augmentée, la réduction de la teneur en S dans le précurseur augmente. Dans cet exemple, on a testé une teneur en impureté magnétique de chacun des précurseurs de matériau de cathode obtenus aux exemples 1 à 4 et aux exemples comparatifs 1 à 7 par référence à une méthode proposée dans la liste des documents normatifs nationaux « Determination of Magnetic Impurities Content and Residual Alkali Content in Lithium-ion Battery Cathode Materials » (ébauche pour commentaires). Les résultats de test mettent en évidence que les précurseurs de matériau de cathode obtenus à tous les exemples et les exemples comparatifs (à l’exception de l’exemple comparatif 7) ont une teneur en impureté magnétique inférieure à 50 ppb, et le précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple comparatif 7 a une teneur en impuretés magnétiques supérieure à 200 ppb, ce qui ne répond évidemment pas aux exigences de la préparation subséquente d’un matériau de cathode. Par conséquent, les précurseurs de matériau de cathode ci-dessus ne sont pas davantage testés, caractérisés ni utilisés. On peut remarquer que, si une quantité dopante de Fe dans le matériau précurseur dépasse la gamme proposée par la présente divulgation, une teneur en impureté magnétique non qualifiée sera facilement provoquée. Dans un deuxième aspect de cet exemple de test, on a caractérisé la morphologie du précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple 1, du matériau de cathode obtenu à l’exemple 5, et du précurseur de matériau de cathode obtenu à l’exemple comparatif 1. Les résultats de caractérisation mettent en évidence que les précurseurs de matériau de cathode obtenus à l’exemple 1 et à l’exemple comparatif 1 ont des morphologies similaires, indiquant qu’une petite quantité dopante de Fe n’aura aucun effet sur la morphologie du précurseur de matériau de cathode. Le matériau de cathode obtenu par soumission du précurseur de matériau de cathode dans l’exemple 1 à un frittage a une structure cristalline simple. Les résultats spécifiques sont présentés sur la , la , et la . Dans cet exemple de test, on a testé la morphologie des matériaux de cathode et des précurseurs de matériau de cathode obtenus aux autres exemples. Spécifiquement, les précurseurs de matériau de cathode ont chacun une morphologie similaire à celle de l’exemple 1, et les matériaux de cathode ont chacun une morphologie similaire à celle de l’exemple 5. Dans un troisième aspect de cet exemple, on a testé un degré de désordre de chacun des matériaux de cathode obtenus aux exemples 5 à 8 et aux exemples comparatifs 8 à 13. Spécifiquement, on a acquis un diagramme de XRD de chacun des matériaux de cathode puis on les a affinés avec le logiciel Fullprof pour obtenir une valeur de désordre Li/Ni. Un diagramme de XRD du matériau de cathode obtenu à l’exemple 5 de la présente divulgation (et un diagramme affiné correspondant) est présenté sur la , et on peut observer à partir de la figure que le diagramme affiné est largement en accord avec les données de test du diagramme de XRD original, indiquant que le résultat d’affinement de Fullprof est très fiable. Les résultats de test de désordre Li/Ni des matériaux de cathode sont présentés dans le tableau 2. Dans un quatrième aspect de cet exemple de test, on a testé un degré de performances électrochimiques de chacun des matériaux de cathode obtenus aux exemples 5 à 8 et aux exemples comparatifs 8 à 13 de la manière suivante : Avec de la N -méthylpyrrolidone en tant que solvant, on a rigoureusement mélangé un matériau de cathode, du noir d’acétylène, et du fluorure de polyvinyle en un rapport de masse de 9,2/0,5/0,3 pour obtenir une suspension, puis on a revêtu la suspension sur une feuille d’aluminium, et on a séché la suspension obtenue à l’air à 80 °C pendant 8 h puis on l’a séchée sous vide à 120 °C pendant 12 h pour obtenir une électrode positive. On a assemblé une batterie dans une boîte à gant protégée à l’argon, avec une feuille de lithium en tant qu’électrode négative, une membrane de polypropylène (PP) en tant que séparateur, du LiPF 6 1 M-EC/DMC (1/1, v/v) en tant qu’électrolyte, et on a adopté un boîtier de batterie à boutons de type 2032. Pour les batteries préparées avec les matériaux de cathode obtenus aux exemples 5 et 8 et aux exemples comparatifs 8, 11 et 12, on a adopté une tension de test de 2,8 V à 4,35 V ; pour les batteries préparées avec les matériaux de cathode obtenus aux exemples 6 et 7 et aux exemples comparatifs 9, 10 et 13, une tension de test de 2,8 V à 4,25 V a été adoptée. On a réalisé un test de cyclage à un taux de charge/décharge de 0,1 C avec 100 cycles ; et durant un test de vitesse, on a testé une capacité spécifique de décharge par gramme à 0,2 C, 0,5 C, 1 C, 2 C, et 5 C (une moyenne de 5 cycles). Les résultats de test sont proposés dans les tableaux 2 et 3. Tableau 2. Certains résultats de performances des matériaux de cathode obtenus aux exemples 5 à 8 et aux exemples comparatifs 8 à 13. Capacité de décharge de premier cycle (mAh/g) Efficacité initiale (%) Capacité de rétention après 100 cycles (%) Désordre Li/Ni (%) Exemple 5 201 90,7 93,3 2,9 Exemple comparatif 8 193 88,1 88,9 5,1 Exemple comparatif 12 192 87,9 89,6 5,3 Exemple 6 210 91,8 92,6 3,4 Exemple comparatif 9 201 89,1 87,7 5,7 Exemple 7 230 92,5 91,4 4,1 Exemple comparatif 10 219 88,7 86,1 6,2 Exemple comparatif 13 212 87,3 87,9 5,1 Exemple 8 194 89,8 94,2 2,4 Exemple comparatif 11 187 87,4 88,0 3,9 Tableau 3. Performances de vitesse des matériaux de cathode obtenus aux exemples 5 à 8 et aux exemples comparatifs 8 à 13. 0,2 C (mAh/g) 0,5 C (mAh/g) 1 C (mAh/g) 2 C (mAh/g) 5 C (mAh/g) Exemple 5 199 193 185 172 159 Exemple comparatif 8 187 176 164 149 132 Exemple comparatif 12 186 177 162 147 129 Exemple 6 207 202 193 182 171 Exemple comparatif 9 197 189 178 166 152 Exemple 7 227 223 217 205 191 Exemple comparatif 10 214 206 196 182 165 Exemple comparatif 13 205 197 183 166 152 Exemple 8 191 185 178 169 160 Exemple comparatif 11 182 175 166 157 143 Les résultats des tableaux 2 et 3 mettent en évidence que : comparé à un matériau de cathode sans Fe dopé, le désordre Li/Ni dans les matériaux de cathode fournis par la présente divulgation est réduit de 33 % à 45 % (comparaison des exemples 5 à 8 aux exemples comparatifs 8 à 11) ; et de manière similaire, la capacité spécifique par gramme de premier cycle, l’efficacité initiale, les performances de cyclage, et les performances de vitesse des matériaux de cathode respectifs sont toutes améliorées. Cela indique que le dopage au Fe peut améliorer le degré d’ordre d’un arrangement atomique dans le matériau de cathode, et peut également améliorer les performances électrochimiques globales du matériau de cathode. On peut observer, à partir de la comparaison entre l’exemple 5 et l’exemple comparatif 12 que, lorsque le Zr est dopé à la place du Fe en une quantité égale, les performances d’un matériau de cathode résultant sont réduites, indiquant que la quantité dopante de Zr a un impact négatif sur les performances du matériau de cathode résultant. On peut observer, à partir de la comparaison de l’exemple 7 à l’exemple comparatif 13, que lorsqu’une quantité dopante de Fe est accrue et que du Zr est dopé, les performances d’un matériau de cathode résultant sont également inférieures aux performances du matériau de cathode fourni par la présente divulgation. Conformément aux résultats ci-dessus, le précurseur de matériau de cathode fourni par la présente divulgation a une faible teneur en impureté soufre ; un matériau de cathode préparé à partir du précurseur de matériau de cathode a d’excellentes performances électrochimiques et on s’attend à ce qu’il puisse être utilisé dans la préparation d’une batterie rechargeable ; et on s’attend également à ce qu’une batterie rechargeable préparée à partir du matériau soit utilisée en tant que batterie d’alimentation ou batterie de stockage d’énergie. Les exemples de la présente description ont été décrits en détail ci-dessus par référence aux dessins, mais la présente divulgation de n’y limite pas. Dans la portée des connaissances des hommes du métier, différentes modifications peuvent être apportées sans s’éloigner de l’objectif de la présente divulgation. En outre, dans le cas où cela n’entraîne pas de conflit, les exemples et les caractéristiques de la présente divulgation peuvent être combinés les uns aux autres. Précurseur de matériau de cathode, comprenant une substance représentée par la formule chimique suivante : Ni x Co y Mn z Fe a (OH) 2 , où 0 Précurseur de matériau de cathode selon la revendication 1, dans lequel dans la formule chimique Ni x Co y Mn z Fe a (OH) 2 , 0,001 ≤ a ≤ 0,005. Procédé de préparation du précurseur de matériau de cathode selon la revendication 1 ou 2, comprenant : le mélange d’une solution saline, d’hydroxyde d’ammonium, et d’une solution alcaline pour permettre une réaction, dans lequel la solution saline comprend des ions nickels, des ions cobalt, des ions manganèse, et des ions fer ; et un rapport molaire des ions nickels, des ions cobalt, des ions manganèse et des ions fer est x/y/z/a. Procédé de préparation selon la revendication 3, dans lequel la solution saline a une concentration comprise dans la gamme allant de 1 mol/L à 3 mol/L ; de préférence, la concentration d’hydroxyde d’ammonium est comprise dans la gamme allant de 0,5 g/L à 12 g/L ; et plus préférentiellement, le milieu réactionnel a un pH compris entre 8,5 et 12. Matériau de cathode, dans lequel les matières premières de préparation du matériau de cathode comprennent le précurseur de matériau de cathode selon la revendication 1 ou 2. Matériau de cathode selon la revendication 5, dans lequel le matériau de cathode a la formule chimique suivante : Li 1+b Ni x Co y Mn z Fe a M c O 2 , où 0 ≤ b ≤ 0,2, 0 ≤ c ≤ 0,03, et M comprend au moins deux éléments choisis dans le groupe constitué de Ni, Co, Mn, Zr, Al, Mg, Ti, Sr, W, Y, Mo, Sb, Nb, Sn, Zn, La, Ce, B, et F. Matériau de cathode selon la revendication 5 ou 6, dans lequel les matières premières pour la préparation du matériau de cathode comprennent en outre au moins un composé sélectionné dans le groupe constitué d’un dopant de masse, d’un dopant de surface, et d’un agent de revêtement de surface. Procédé de préparation du matériau de cathode selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, comprenant les étapes suivantes : mélanger un précurseur de matériau de cathode avec une source de lithium, et soumettre la solution résultant du mélange à un premier frittage puis un second frittage successivement. Batterie rechargeable, dans laquelle les matières premières pour la préparation de la batterie rechargeable comprennent le matériau de cathode selon l’une quelconque des revendications 5 à 7. Utilisation d’une batterie rechargeable selon la revendication 9 dans les domaines des batteries d’alimentation et du stockage d’énergie.