Brevet FR3144704A1 — publié le 20240705

L'invention concerne un matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer et un procédé de préparation associé dans la présente demande, qui appartient au domaine technique des batteries lithium-ion. Dans le procédé de préparation de la présente demande, deux précurseurs, du phosphate de manganèse et du phosphate de fer, avec des morphologies différentes sont fabriqués et mélangés. Au cours du processus de réduction, les précurseurs mélangés peuvent améliorer efficacement le degré de contact avec un agent réducteur, et avoir un degré de réduction élevé et une uniformité de réduction. Le matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer obtenu par le procédé de préparation présente une grande pureté, d'excellentes performances électrochimiques et une faible difficulté dans les conditions du processus de préparation, ne nécessite pas d'équipement particulier ni de condition de traitement particulière, et peut mettre en œuvre une production à l'échelle industrielle. MATÉRIAU DE CATHODE DE PHOSPHATE DE LITHIUM-MANGANÈSE-FER ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ASSOCIÉ La présente demande concerne le domaine technique des batteries lithium-ion, et concerne en particulier un matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer, et un procédé de préparation associé. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Les batteries lithium-ion présentent des avantages d’une tension de sortie élevée et d’une longue durée de stockage, etc., par comparaison à d'autres batteries, qui sont largement développées et appliquées dans divers domaines tels que les véhicules et le stockage d'énergie. À l'heure actuelle, les matériaux de cathode utilisés dans les batteries lithium-ion comprennent principalement le cobaltate de lithium, le nickelate de lithium, le manganate de lithium, l'oxyde de lithium-nickel-cobalt-manganèse, le phosphate de lithium-fer, etc. Parmi eux, le phosphate de lithium-fer, qui présente une stabilité élevée, un faible coût de production, un respect de l'environnement élevé et une sécurité élevée, est considéré comme étant le matériau de cathode le plus idéal pour une batterie lithium-ion. Cependant, le phosphate de lithium-fer présente une faible densité énergétique et ne peut pas être appliqué à grande échelle dans des batteries de traction. Afin de résoudre le problème ci-dessus, un phosphate de lithium-fer dopé au manganèse élémentaire est utilisé pour préparer un matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer, et ce matériau présente une densité d'énergie plus élevée. Cependant, le procédé actuel de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer consiste principalement à générer des produits en amenant directement le manganèse à doper une source de fer divalent ou trivalent. En ce qui concerne le système de production de source de fer divalent, les matières premières présentent une mauvaise stabilité, et de nombreux sous-produits apparaissent dans le processus de préparation, et les conditions de préparation sont également plus exigeantes. En ce qui concerne le système de production de source de fer trivalent, les matières premières présentent une stabilité relativement plus élevée, mais cependant, en raison de l'uniformité insuffisante du précurseur préparé dans ce système, les produits préparés après une réduction thermique ultérieure présentent également le problème de pureté inférieure. RÉSUMÉ Pour surmonter les défauts de la technique antérieure, la présente demande fournit un procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer. Dans le procédé, deux précurseurs, le phosphate de manganèse et le phosphate de fer, avec des morphologies différentes, sont fabriqués et mélangés ensemble. Au cours du processus de réduction, les précurseurs mélangés peuvent améliorer efficacement le degré de contact avec un agent réducteur, et avoir un degré de réduction élevé et une uniformité de réduction. Le procédé de préparation présente une pureté élevée du produit obtenu et une faible difficulté concernant les conditions du processus de préparation, ne nécessite pas d'équipement particulier ni de condition de traitement particulière, et peut mettre en œuvre une production à échelle industrielle. Pour atteindre l'objectif décrit ci-dessus, la présente demande adopte les solutions techniques décrites ci-dessous. Un procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer comprend les étapes suivantes : (1) préparer une source de manganèse et une source de phosphore en solutions respectives, et mélanger uniformément les solutions, puis maintenir le mélange entre 100 et 150℃ pendant 8 à 16 h, centrifuger, filtrer et sécher pour obtenir un précurseur A ; (2) préparer une source de fer et une source de phosphore en solutions respectives, et mélanger uniformément les solutions, ajuster le pH du mélange obtenu entre 2 et 6 et laisser vieillir, puis filtrer, laver et sécher séquentiellement, pour obtenir un précurseur B ; et (3) mélanger le précurseur A et le précurseur B avec une source de lithium, une source de phosphore, un agent réducteur et un dispersant, effectuer un traitement de broyage à billes sous une atmosphère protectrice, puis premièrement chauffer à une température de 300 à 400℃ et maintenir à cette température pendant 3 à 5 h, puis chauffer à une température de 500 à 800℃ et maintenir à cette température pendant 5 à 15 h, pour obtenir le matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer. De préférence, le précurseur A présente une structure en paillettes avec une dimension de 1 à 2 μm ; et le précurseur B présente une structure particulaire avec une taille de particule de 100 à 300 nm. Dans le procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer dans la présente demande, le précurseur A de phosphate de manganèse avec une structure en paillettes de niveau micronique est d'abord préparé en utilisant la source de manganèse et la source de phosphore à une température particulière, puis le précurseur granulaire B de phosphate de fer à échelle nanométrique est préparé par un procédé de vieillissement chimique. Pendant le processus de mélange de ces deux précurseurs, du fait que le phosphate de fer à échelle nanométrique peut effectivement entrer dans l'espace interstitiel du phosphate de manganèse en paillettes au niveau micronique, l'uniformité de dispersion des deux est plus élevée, ce qui peut réduire la probabilité d'agglomération locale. En même temps, avant de préparer le matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer, chaque matière première doit être soumise à un traitement de broyage humide. Dans ce processus, en raison de la plus grande surface spécifique, le phosphate de manganèse avec une structure en paillettes peut entrer pleinement en contact avec l'agent réducteur, ce qui permet de réduire efficacement le phosphate de manganèse et le phosphate de fer qui y sont chargés. Le produit présente un degré de réduction élevé et une uniformité de réduction, et il n'y aura pas trop d'impuretés ou de sous-produits produits. De préférence, à l'étape (1), la source de manganèse est au moins une parmi le nitrate de manganèse, le chlorure de manganèse et le sulfate de manganèse, et la source de phosphore est au moins une parmi le dihydrogénophosphate d'ammonium, l'hydrogénophosphate de diammonium, le dihydrogénophosphate de sodium, l'hydrogénophosphate de disodium, l'acide phosphorique et le phosphate de sodium. De préférence, à l'étape (1), la source de manganèse est préparée sous la forme d’une solution de source de manganèse et la source de phosphore est préparée sous la forme d’une solution de source de phosphore, les deux présentant une concentration molaire de 0,02 à 0,1 mol/L. Un rapport molaire de l'élément manganèse dans la solution de source de manganèse à l'élément phosphore dans la solution de source de phosphore est de (2:3) à (3:2). De préférence, à l'étape (1), le séchage est effectué entre 55 et 65℃ pendant 8 à 18 h sous vide. De préférence, à l'étape (2), la source de fer est au moins une parmi le nitrate de fer, le chlorure de fer et le sulfate de fer, et la source de phosphore est au moins une parmi le dihydrogénophosphate d'ammonium, l'hydrogénophosphate de diammonium, le dihydrogénophosphate de sodium, l'hydrogénophosphate de disodium, l'acide phosphorique et le phosphate de sodium. De préférence, à l'étape (2), la source de fer est préparée sous la forme d’une solution de source de fer et la source de phosphore est préparée sous la forme d’une solution de source de phosphore, les deux présentant une concentration molaire de 0,8 à 1,2 mol/L. Un rapport molaire de l'élément fer dans la solution de source de fer à l'élément phosphore dans la solution de source de phosphore est de (1:1) à (1:3). De préférence, à l'étape (2), le vieillissement est effectué pendant 3 à 8 h. De préférence, à l'étape (2), le séchage est effectué à une température de 55 à 65℃ pendant 8 à 12 h. De préférence, à l'étape (3), la source de lithium est au moins une parmi le carbonate de lithium, l'hydroxyde de lithium, l'acétate de lithium, l'oxalate de lithium, le chlorure de lithium et l'iodure de lithium, la source de phosphore est au moins une parmi le dihydrogénophosphate d'ammonium, l'hydrogénophosphate de diammonium et l'acide phosphorique, l'agent réducteur est au moins un parmi le glucose, le saccharose, l'acide citrique, l'acide ascorbique, l'acide malique, la vitamine C, l'acide oxalique, l'acide formique, l'alcool polyvinylique, le polybutadiène et le sulfure d'ammonium, et le dispersant est au moins un parmi l'éthanol et l'eau. De préférence, à l'étape (3), un rapport molaire de l'élément manganèse dans le précurseur A à l'élément fer dans le précurseur B est de (1:1) à (1:9), et un rapport molaire de l'élément phosphore total dans le précurseur A, le précurseur B et la source de phosphore à une somme de l'élément manganèse dans le précurseur A et de l'élément fer dans le précurseur B est (1 à 1;1): 1. Étant donné que les deux précurseurs préparés dans le procédé de préparation de la présente demande présentent une grande différence à la fois de morphologie et de taille, le précurseur B de phosphate de fer est chargé de manière équivalente dans l'espace interstitiel du précurseur A lors de la combinaison. Par conséquent, une distribution uniforme peut être obtenue dans les matériaux de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer avec différentes quantités de dopage de manganèse, en élargissant efficacement le champ d'application du procédé de préparation. De préférence, à l'étape (3), un rapport billes/matériau dans le traitement de broyage à billes est de (5 à 15):1, une taille de particule de billes pour un broyage à billes est de 5 à 10 mm, et le traitement de broyage à billes est effectué pendant 3 à 8 h. Pendant le mélange par broyage à billes des deux précurseurs, de la source de lithium et de l'agent réducteur, le rapport billes/matériau préféré et la taille de particule des billes pour un broyage à billes peuvent améliorer davantage l'uniformité de mélange de chaque matière première. De préférence, à l'étape (3), un rapport massique d'une somme du précurseur A, du précurseur B, de la source de lithium et de l'agent réducteur au dispersant est de 1:(1,8 à 2,2). Comme mentionné ci-dessus, les conditions de réglage pour le broyage à billes ont une grande influence sur la dispersion de diverses matières premières, en particulier l'agent réducteur, tandis qu'un meilleur effet de dispersion peut être obtenu en effectuant un broyage humide en utilisant les matières premières avec la condition décrite ci-dessus de rapport solide-liquide. De préférence, à l'étape (3), la réaction est effectuée à une température de 4 à 6°C/min. Un autre objet de la présente demande est de fournir un matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer préparé par le procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer. Par rapport aux produits existants, le matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer préparé par le procédé de préparation de la présente demande est non seulement plus simple et plus contrôlable dans le processus de préparation (un rapport manganèse-fer de 1:1 à 1:9 peut être obtenu selon le même processus), et plus rentable dans la production, mais présente également une pureté de produit plus élevée, moins de sous-produits, une morphologie composite spéciale, une structure stable et une excellente activité électrochimique lorsqu'il est appliqué aux batteries lithium-ion. Les effets bénéfiques de la présente demande résident dans le fait que la présente demande fournit un procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer. Dans le procédé, deux précurseurs, le phosphate de manganèse et le phosphate de fer, avec des morphologies différentes sont fabriqués et mélangés ensemble, et pendant le processus de réduction en phase solide, les précurseurs mélangés peuvent améliorer efficacement le degré de contact avec l'agent réducteur, et présentent un degré de réduction élevé et une uniformité de réduction. Par rapport à la dispersion en phase liquide suivie d'une réduction par séchage, non seulement l'uniformité de réduction peut être assurée, mais la consommation d'énergie peut également être réduite. Dans le procédé de préparation, le phosphate de manganèse et le phosphate de fer dans le précurseur obtenu de phosphate de manganèse-fer sont mélangés de manière plus uniforme, et le produit obtenu présente une pureté élevée et une faible difficulté dans les conditions du processus de préparation, ne nécessite pas d'équipement particulière ni de condition de traitement particulière, et peut mettre en œuvre une production à l’échelle industrielle. La montre des spectrogrammes DRX de produits obtenus à partir de l'exemple 1, de l'exemple comparatif 1 et de l'exemple comparatif 2 dans l'exemple d'effet 1 de la présente demande. La montre une image de SEM d'un produit obtenu à partir de l'exemple 1 de la présente demande. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION Afin de mieux illustrer les objectifs, les solutions techniques et les avantages de la présente demande, la présente demande va être décrite davantage ci-dessous en termes d'exemples spécifiques et d’exemples comparatifs, qui sont destinés à une compréhension approfondie de la présente demande, et qui ne sont pas une limitation de la présente demande. Tous les autres modes de réalisation obtenus par l'homme du métier sans passer par un effort créatif entrent dans la portée de protection de la présente demande. Les réactifs et les instruments expérimentaux impliqués dans les modes de réalisation de la présente demande sont des réactifs et des instruments conventionnels couramment utilisés, sauf indication contraire. Exemple 1 Dans un exemple du procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer dans la présente demande, le procédé de préparation comprend les étapes suivantes : (1) une solution de source de manganèse et une solution de source de phosphore de 0,05 mol/L ont été préparées par du chlorure de manganèse et du phosphure de sodium avec de l'eau respectivement, agitées pour mélanger uniformément, puis transférées dans un réacteur, maintenues à 120°C pendant 12 h, centrifugées, filtrées et séchées sous vide à 60°C pendant 12 h, pour obtenir un précurseur A qui présentait une structure en paillettes et présentait une dimension de 1 à 2 μm, et un rapport molaire de l'élément manganèse dans la solution de source de manganèse à l'élément phosphore dans la solution de source de phosphore était de 3:2 ; (2) une solution de source de fer et une solution de source de phosphore de 1 mol/L ont été préparées par du nitrate de fer et du dihydrogénophosphate d'ammonium, respectivement, les solutions ont chacune été mesurées pour 30 mL et mélangées uniformément, le mélange obtenu a été ajusté à un pH de 5 avec de l'ammoniac et vieilli pendant 5 h, puis filtré, lavé avec de l'eau désionisée, et séché à 60°C pendant 10 h séquentiellement, pour obtenir un précurseur B qui était sous une forme particulaire et présentait une taille de particule de 100 à 300 nm ; et (3) le précurseur A et le précurseur B ont été mélangés avec du carbonate de lithium, du dihydrogénophosphate d'ammonium, de l'alcool polyvinylique et de l'éthanol, soumis à un traitement de broyage à billes pendant 5 h sous atmosphère protectrice, puis chauffés à une vitesse de 5°C/min jusqu’à 400°C et maintenus à cette température pendant 3 h d'abord, puis chauffés à 700℃ et maintenus à cette température pendant 12 h, pour obtenir le matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer, dans lequel un rapport molaire de l'élément manganèse dans le précurseur A, de l'élément fer dans le précurseur B, de l'élément lithium dans le carbonate de lithium et du dihydrogénophosphate d'ammonium ajoutés à l'étape (3) était de 0,5:0,5:1:0,2 ; une quantité d'ajout d'alcool polyvinylique était de 5 % d'une masse totale du précurseur A et du précurseur B ; un rapport massique d'une somme du précurseur A, du précurseur B, de la source de lithium et de l'agent réducteur au dispersant était de 1:2 ; et un rapport billes/matériau dans le traitement de broyage à billes était de 10:1, et une taille de particule des billes utilisées pour le broyage à billes était de 5 mm. Exemple 2 Dans un exemple du procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer dans la présente demande, le procédé de préparation comprend les étapes suivantes : (1) une solution de source de manganèse et une solution de source de phosphore de 0,05 mol/L ont été préparées par du chlorure de manganèse et du phosphate de sodium avec de l'eau respectivement, agitées pour mélanger uniformément, puis transférées dans un réacteur, maintenues à 150°C pendant 9 h, centrifugées, filtrées et séchées sous vide à 60°C pendant 12 h, pour obtenir un précurseur A qui présentait une structure en paillettes et présentait une dimension de 1 à 2 μm, et un rapport molaire de l'élément manganèse dans la solution de source de manganèse à l'élément phosphore dans la solution de source de phosphore était de 3:2 ; (2) une solution de source de fer et une solution de source de phosphore de 1 mol/L ont été préparées par du nitrate de fer et du dihydrogénophosphate d'ammonium, respectivement, et les solutions ont chacune été mesurées pour 30 mL et mélangées uniformément, le mélange obtenu a été ajusté à un pH de 3 avec de l'ammoniac et vieilli pendant 6 h, puis filtré, lavé avec de l'eau désionisée, et séché à 60°C pendant 10 h séquentiellement, pour obtenir un précurseur B qui était sous forme particulaire et présentait une taille de particules de 100 à 300 nm ; et (3) le précurseur A et le précurseur B ont été mélangés avec du carbonate de lithium, du dihydrogénophosphate d'ammonium, de l'alcool polyvinylique et de l'éthanol, soumis à un traitement de broyage à billes pendant 5 h sous atmosphère protectrice, puis chauffés à une vitesse de 5°C/min jusqu’à 400°C et maintenus à cette température pendant 3 h d'abord, puis chauffés à 700℃ et maintenus à cette température pendant 12 h, pour obtenir le matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer, dans lequel un rapport molaire de l'élément manganèse dans le précurseur A, de l'élément fer dans le précurseur B, de l'élément lithium dans le carbonate de lithium et du dihydrogénophosphate d'ammonium ajoutés à l'étape (3) était de 0,5:0,5:1:0,2 ; une quantité d'ajout d'alcool polyvinylique était de 5 % d'une masse totale du précurseur A et du précurseur B ; un rapport massique d'une somme du précurseur A, du précurseur B, de la source de lithium et de l'agent réducteur au dispersant était de 1:2 ; et un rapport billes/matériau dans le traitement de broyage à billes était de 10:1, et une taille de particule des billes utilisées pour le broyage à billes était de 5 mm. Exemple 3 La différence entre cet exemple et l'exemple 1 est uniquement qu'un rapport molaire de l'élément manganèse dans le précurseur A, de l'élément fer dans le précurseur B, de l'élément lithium dans le carbonate de lithium et du dihydrogénophosphate d'ammonium ajouté à l'étape (3) était de 0,7:0,3:1:0,3 ; et une quantité d'ajout d'alcool polyvinylique était de 2 % d'une masse totale du précurseur A et du précurseur B. Exemple 4 La différence entre cet exemple et l'exemple 1 est uniquement qu'un rapport molaire de l'élément manganèse dans le précurseur A, de l'élément fer dans le précurseur B, de l'élément lithium dans le carbonate de lithium et du dihydrogénophosphate d'ammonium ajouté à l'étape (3) était de 0,9:0,1:1:0,3 ; et une quantité d'ajout d'alcool polyvinylique était de 10 % d'une masse totale du précurseur A et du précurseur B. Exemple comparatif 1 Un procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer est fourni, qui diffère de celui de l'exemple 1 uniquement en ce que le précurseur B a été remplacé par un précurseur b à structure en paillettes, et son procédé de préparation était : une solution de source de fer et une solution de source de phosphore de 1 mol/L ont été préparées respectivement par du nitrate de fer et du dihydrogénophosphate d'ammonium, et les solutions ont été mesurées pour 30 mL, mélangées uniformément, ajoutées goutte à goutte dans 100 mL d'une solution aqueuse de dodécylsulfate de sodium de 0,05 mol/L, chauffées à 100℃ et mises à réagir sous agitation jusqu'à apparition d'un précipité blanc, puis après 1 heure d'agitation, la suspension obtenue a été filtrée, lavée à l'eau désionisée et séchée à 60℃ pendant 10 h pour obtenir le précurseur b. Exemple comparatif 2 Un procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer est fourni, qui diffère de celui de l'exemple 1 uniquement en ce que le précurseur A a été remplacé par un précurseur a, qui présentait une structure particulaire, et son procédé de préparation était : du permanganate de potassium et 85 % en poids d'acide phosphorique ont été mélangés selon un rapport solide-liquide de 4 g:20 ml, ajoutés dans un réacteur et scellés, et maintenus à 180℃ pendant 12 h, et la suspension obtenue a été filtrée, lavée avec de l'eau désionisée et séchée à 60℃ pendant 10 h pour obtenir le précurseur a. Exemple d’effet 1 Afin de vérifier les performances des produits préparés par le procédé de préparation de la présente demande, des piles bouton CR2032 ont été préparées dans une boîte à gants en assemblant les produits dans chaque exemple et exemple comparatif avec la plaque de lithium métallique disponible dans le commerce en tant qu'anode et le séparateur de polypropylène disponible dans le commerce en tant que séparateur. Ensuite, un test de charge-décharge a été effectué à une tension de fonctionnement comprise entre 2,5 et4,5 V à 0,1 C. Les résultats de test sont présentés dans le Tableau 1. Produits Capacité spécifique de décharge (mAh/g) Exemple 1 156,1 Exemple 2 156,3 Exemple 3 156,2 Exemple 4 155,9 Exemple comparatif 1 143,2 Exemple comparatif 2 141,5 Comme le montre le tableau 1, le matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer préparé dans chaque exemple de la présente demande présente une activité électrochimique plus élevée, et la capacité spécifique de décharge peut atteindre 150 mAh/g à 0,1 C. En revanche, bien que les teneurs en éléments tels que le manganèse et le fer dans le produit dans chaque exemple comparatif ne soient pas modifiées par rapport à l'exemple 1, la performance électrochimique du produit est relativement plus faible, car pendant la préparation du produit, la morphologie du précurseur n'est pas une structure composite de structures en paillettes et nanoparticulaires, qui est réalisée par le procédé de la présente demande, ce qui rend difficile l'obtention d'un degré de réduction idéal et d'une uniformité de réduction dans le procédé de réduction final. De plus, les produits obtenus à partir de l'exemple 1, de l'exemple comparatif 1 et de l'exemple comparatif 2 ont été soumis à une analyse DRX et les résultats sont présentés dans la . Il est possible de voir que, par rapport aux produits obtenus à partir de l'exemple comparatif 1 et de l'exemple comparatif 2, les pics caractéristiques du spectrogramme DRX du produit de l'exemple 1 sont plus cohérents avec les pics caractéristiques de la carte standard pour le phosphate de lithium-manganèse-fer, indiquant que le produit présente une plus grande pureté et moins d'impuretés. En outre, le produit obtenu à partir de l'exemple 1 a été observé via un microscope électronique à balayage ; comme représenté sur la , la structure composite du précurseur A et du précurseur B est toujours retenue après calcination, et une telle structure permet également à l'agent réducteur de venir pleinement en contact avec les deux précurseurs et d'effectuer la réaction de réduction de manière plus uniforme. Enfin, il convient de noter que les exemples ci-dessus ne sont utilisés que pour illustrer les solutions techniques de la présente demande, et pas pour limiter la portée de la protection de la présente demande. Bien que la présente demande ait été décrite en détail en référence aux exemples préférés, l'homme du métier doit comprendre que les solutions techniques de la présente demande peuvent être modifiées ou substituées de manière équivalente sans sortir du concept et de la portée des solutions techniques de la présente demande. Procédé de préparation d'un matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer, comprenant les étapes suivantes : (1) préparer une source de manganèse et une source de phosphore en solutions respectives, et mélanger uniformément les solutions, puis maintenir le mélange entre 100 et 150℃ pendant 8 à 16 h, centrifuger, filtrer et sécher pour obtenir un précurseur A ; (2) préparer une source de fer et une source de phosphore en solutions respectives, et mélanger uniformément les solutions, ajuster le pH du mélange obtenu entre 2 et 6 et laisser vieillir, puis filtrer, laver et sécher séquentiellement, pour obtenir un précurseur B ; et (3) mélanger le précurseur A et le précurseur B avec une source de lithium, une source de phosphore, un agent réducteur et un dispersant, effectuer un traitement de broyage à billes sous une atmosphère protectrice, puis premièrement chauffer à une température de 300 à 400℃ et maintenir à cette température pendant 3 à 5 h, puis chauffer à une température de 500 à 800℃ et maintenir à cette température pendant 5 à 15 h, pour obtenir le matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer. Procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer selon la revendication 1, dans lequel le précurseur A présente une structure en paillettes avec une dimension de 1 à 2 μm ; et le précurseur B présente une structure particulaire avec une taille de particule de 100 à 300 nm. Procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (1), la source de manganèse est au moins une parmi le nitrate de manganèse, le chlorure de manganèse et le sulfate de manganèse, et la source de phosphore est au moins une parmi le dihydrogénophosphate d'ammonium, l'hydrogénophosphate de diammonium, le dihydrogénophosphate de sodium, l'hydrogénophosphate de disodium, l'acide phosphorique et le phosphate de sodium. Procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (1), la source de manganèse est préparée sous la forme d'une solution de source de manganèse et la source de phosphore est préparée sous la forme d'une solution de source de phosphore, qui présentent toutes deux une concentration molaire de 0,02 à 0,1 mol/L, et un rapport molaire de l'élément manganèse dans la solution de source de manganèse à l'élément phosphore dans la solution de source de phosphore est de (2:3) à (3:2). Procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (2), la source de fer est au moins une parmi le nitrate de fer, le chlorure de fer et le sulfate de fer, et la source de phosphore est au moins une parmi le dihydrogénophosphate d'ammonium, l'hydrogénophosphate de diammonium, le dihydrogénophosphate de sodium, l'hydrogénophosphate de disodium, l'acide phosphorique et le phosphate de sodium. Procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (2), la source de fer est préparée sous la forme d'une solution de source de fer et la source de phosphore est préparée sous la forme d'une solution de source de phosphore, qui présentent toutes deux une concentration molaire de 0,8 à 1,2 mol/L, et un rapport molaire de l'élément fer dans la solution de source de fer à l'élément phosphore dans la solution de source de phosphore est de (1:1) à (1:3). Procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (3), la source de lithium est au moins une parmi le carbonate de lithium, l'hydroxyde de lithium, l'acétate de lithium, l'oxalate de lithium, le chlorure de lithium et l'iodure de lithium, la source de phosphore est au moins une parmi le dihydrogénophosphate d'ammonium, l'hydrogénophosphate de diammonium et l'acide phosphorique, l'agent réducteur est au moins un parmi le glucose, le saccharose, l'acide citrique, l'acide ascorbique, l'acide malique, la vitamine C, l'acide oxalique, l'acide formique, l'alcool polyvinylique, le polybutadiène et le sulfure d'ammonium, et le dispersant est au moins un parmi l'éthanol et l'eau. Procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (3), un rapport molaire de l'élément manganèse dans le précurseur A à l'élément fer dans le précurseur B est de (1:1) à (1:9), et un rapport molaire de l'élément phosphore total dans le précurseur A, le précurseur B et la source de phosphore à une somme de l'élément manganèse dans le précurseur A et de l'élément fer dans le précurseur B est (1 à 1;1):1. Procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer selon la revendication 1, dans lequel, à l'étape (3), un rapport billes/matériau dans le traitement de broyage à billes est de (5 à 15):1, une taille de particule de billes pour le broyage à billes est de 5 à 10 mm, et le traitement de broyage à billes est effectué pendant 3 à 8 h ; un rapport massique d'une somme du précurseur A, du précurseur B, de la source de lithium et de l'agent réducteur au dispersant est de 1:(1,8 à 2,2). Matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer obtenu par le procédé de préparation du matériau de cathode de phosphate de lithium-manganèse-fer selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.