Brevet FR3139669A1 — publié le 20240315

La présente invention concerne un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore, un procédé de préparation et une utilisation de celui-ci. Le procédé de préparation inclut les étapes suivantes : (1) mélanger une solution de sel de manganèse hydrosoluble avec une solution de pyrophosphate hydrosoluble, ajouter une liqueur d’acide pour ajuster le pH pour qu'il soit acide, puis ajouter une solution de sel ferrique hydrosoluble pour une réaction pour obtenir une solution mixte ; (2) mélanger la solution mixte obtenue à l'étape (1) avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour former un matériau mixte, et sécher ensuite pour obtenir un matériau séché ; et (3) calciner le matériau séché obtenu à l'étape (2) dans un gaz inerte de manière à obtenir le matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore. Le matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore préparé selon le procédé de préparation présente une capacité spécifique et une performance de cycle élevées. (À publier avec la FIG. 1) MATÉRIAU DE CATHODE DE BATTERIE LITHIUM-ION FER-PHOSPHORE, PROCÉDÉ DE PRÉPARATION ET UTILISATION DE CE MATERIAU La présente invention concerne le domaine technique des matériaux de cathode de batterie lithium-ion, et concerne en particulier un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore, un procédé de préparation et une utilisation de celui-ci. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Actuellement, les matériaux de cathode utilisés dans les batteries lithium-ion comprennent principalement le phosphate de fer de lithium, le manganate de lithium, le cobaltate de lithium, des matériaux de cathode ternaires, etc. En raison de la stabilité de structure élevée, un matériau de phosphate de fer de lithium, en tant que matériau de cathode de batterie lithium-ion, a attiré de grandes attentions, lequel est un matériau de cathode avec la bonne sécurité disponible actuellement. Cependant, les matériaux de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore existants ont toujours une capacité de décharge relativement faible et concurrencent difficilement les matériaux de cathode ternaires. Par conséquent, la manière de préparer un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore de haute qualité et de haute capacité est un problème urgent à résoudre. RÉSUMÉ La présente divulgation vise à résoudre au moins l’un des problèmes techniques existant dans la technique antérieure. Par conséquent, la présente description fournit un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore, un procédé de préparation et une utilisation de celui-ci. Le matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore préparé selon le procédé de préparation présente une capacité spécifique et une performance de cycle élevées. L'objectif technique ci-dessus de la présente divulgation est réalisé par la solution technique suivante. L'invention concerne un procédé de préparation d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore, comprenant les étapes suivantes: (1) mélanger une solution de sel de manganèse hydrosoluble avec une solution de pyrophosphate hydrosoluble, ajouter une liqueur d’acide pour ajuster le pH pour qu'il soit acide, puis ajouter une solution de sel ferrique hydrosoluble pour une réaction pour obtenir une solution mixte ; (2) mélanger la solution mixte obtenue à l'étape (1) avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour former un matériau mixte, et sécher ensuite pour obtenir un matériau séché ; et (3) calciner le matériau séché obtenu à l'étape (2) dans un gaz inerte de manière à obtenir le matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore. De préférence, dans l'étape (1), la solution de sel de manganèse hydrosoluble est une solution de nitrate de manganèse, la solution de pyrophosphate hydrosoluble est une solution de pyrophosphate de tétraammonium, et la liqueur d'acide est une solution d'acide nitrique. De préférence, à l'étape (1), la concentration de la solution de sel de manganèse hydrosoluble est de 0,5 à 3,0 mol/L. De manière plus préférée, à l'étape (1), la concentration de la solution de sel de manganèse hydrosoluble est de 1 à 2,0 mol/L. De préférence, à l'étape (1), la concentration de la solution de pyrophosphate hydrosoluble est de 0,5 à 3,0 mol/L. De manière plus préférée, à l'étape (1), la concentration de la solution de pyrophosphate hydrosoluble est de 1 à 2,0 mol/L. De préférence, à l'étape (1), la concentration de la liqueur d’acide est de 0,1 à 1,0 mol/L. De manière plus préférée, à l'étape (1), la concentration de la liqueur d’acide est de 0,1 à 0,5 mol/L. En outre, à l'étape (1), une liqueur d'acide est une solution d'acide nitrique. De préférence, à l'étape (1), la solution de sel de manganèse hydrosoluble et la solution de pyrophosphate hydrosoluble sont mélangées selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:(2-5). De manière plus préférée, à l'étape (1), la solution de sel de manganèse hydrosoluble et la solution de pyrophosphate hydrosoluble sont mélangées selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:3. De préférence, à l'étape (1), l'acide est ajouté goutte à goutte sous agitation, avec un débit d'ajout de 10 à 50 mL/h et une vitesse d'agitation de 10 à 50 t/min. De manière plus préférée, à l'étape (1), l'acide est ajouté goutte à goutte sous agitation, le débit d’ajout étant de 20 à 40 mL/h et la vitesse d'agitation étant de 25 à 50 t/min. De préférence, à l'étape (1), l'ajustement du pH pour qu'il soit acide fait référence à un ajustement du pH pour qu'il soit compris entre 1,0 et 3,0. De manière plus préférée, à l'étape (1), l'ajustement du pH pour qu’il soit acide fait référence à un ajustement du pH entre 1,5 et 1,7. De préférence, à l'étape (1), la solution de sel ferrique hydrosoluble a été ajoutée goutte à goutte sous agitation, le débit d'ajout étant de 30-100 mL/h et la vitesse d'agitation étant de 20-100 t/min. De manière plus préférée, à l'étape (1), la solution de sel ferrique hydrosoluble a été ajoutée goutte à goutte sous agitation, le débit d'ajout étant de 40 à 80 mL/h et la vitesse d'agitation étant de 30 à 60 t/min. De préférence, à l'étape (1), une température de la réaction est de 80 à 150°C. De manière plus préférée, à l'étape (1), la température de la réaction est de 100 à 120°C. De préférence, à l'étape (1), la réaction est effectuée dans un réacteur ; et au cours de la réaction, une pression dans le réacteur est commandée pour ne pas être supérieure à 0,3 MPa. De préférence, à l'étape (1), lorsqu'un rapport molaire du fer au manganèse dans la solution mixte est de 1:1, la réaction est arrêtée. De préférence, à l'étape (2), un rapport de Fe: Mn: Li:source de carbone dans le matériau mixte est de 2:1: (6,0-6,5): (1,0-2,0). De manière plus préférée, à l'étape (2), un rapport de Fe: Mn: Li:source de carbone dans le matériau mixte est de 2:1: (6,0-6,2): (1,0-1,5). De préférence, à l'étape (2), un mode de séchage est un séchage par pulvérisation. De préférence, à l'étape (2), la source de fer est au moins un parmi le nitrate ferrique et l'acétate ferrique. De préférence, à l'étape (2), la source de lithium est au moins un parmi l'acétate de lithium et le nitrate de lithium. De préférence, à l'étape (2), la source de carbone est au moins un parmi le glucose et le saccharose. De préférence, à l'étape (3), une température de la calcination est de 500 à 1000℃, et la calcination dure de 10 à 30 h. De manière plus préférée, à l'étape (3), la température de la calcination est de 600 à 850℃, et la calcination dure de 12 à 24 h. De préférence, un procédé de préparation d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore est fourni, incluant les étapes suivantes: préparer une solution d'acide nitrique présentant une concentration de 0,1 à 0,5 mol/L ; préparer une solution de pyrophosphate de tétraammonium présentant une concentration de 1 à 2,0 mol/L ; préparer une solution de nitrate de manganèse présentant une concentration de 1 à 2,0 mol/L ; mélanger les solutions préparées à l'étape (2) et à l'étape (3) selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:3, puis placer le mélange obtenu dans un réacteur hydrothermique, et chauffer entre 100 et 120℃, ajuster la pression d'une soupape de décharge de pression dans le réacteur de sorte que la pression dans le réacteur soit commandée pour ne pas être supérieure à 0,3 MPa ; ajouter goutte à goutte la solution d'acide nitrique préparée à l'étape (1) dans le réacteur hydrothermique, le débit d’ajout de la solution d'acide nitrique étant de 20 à 40 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur étant commandée pour être de 25 à 50 t/min ; lorsque le pH dans le réacteur atteint 1,5 à 1,7, arrêter l'ajout de la solution d'acide nitrique, ajouter goutte à goutte une solution de nitrate ferrique présentant la concentration de 0,1 à 0,5 mol/L dans le réacteur, le débit d’ajout de la solution de nitrate ferrique étant de 40 à 80 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur étant commandée pour être de 30 à 60 t/min ; lorsque le rapport molaire du fer au manganèse dans le réacteur est de 1:1, arrêter la réaction, décharger la pression et refroidir à température ambiante, de manière à obtenir une solution mixte de manganèse, de fer et de phosphore ; mélanger la solution mixte avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour préparer un matériau mixte avec un rapport molaire de Fe:Mn:Li:source de carbone de 2:1: (6,0 à 6,2): (1.0 à 1.5), puis effectuer ensuite un séchage par pulvérisation sur le matériau mixte pour obtenir un matériau séché, la source de fer étant au moins un du nitrate ferrique et de l'acétate ferrique, la source de lithium étant au moins un de l'acétate de lithium et du nitrate de lithium, et la source de carbone étant l’un du glucose et du saccharose, ou les deux ; et calciner le matériau séché sous la protection d'un gaz inerte pendant 12 à 24 h entre 600 et 850℃, puis refroidir naturellement à température ambiante de manière à obtenir un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini. La présente invention concerne un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore qui est préparé selon le procédé de préparation tel que décrit ci-dessus. De préférence, la capacité de décharge à 0,2 C du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore peut atteindre plus de 171,7 mAh/g. De préférence, la capacité de décharge à 1 C du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore peut atteindre plus de 150,9 mAh/g. De préférence, le taux de rétention de capacité à 1 C du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore peut atteindre plus de 93,93 % après 600 cycles. L'invention concerne également l'utilisation de ce matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore dans la préparation de batteries lithium-ion. La présente divulgation a les effets bénéfiques ci-dessous. (1) selon la présente divulgation, des ions manganèse divalents sont oxydés par une réaction hydrothermique et complexés avec du pyrophosphate pour générer des ions complexe de pyrophosphate de manganèse stables. De plus, il est préférable que la solution de sel de manganèse hydrosoluble soit la solution de nitrate de manganèse, que la solution de pyrophosphate hydrosoluble soit la solution de pyrophosphate de tétraammonium et que la liqueur d'acide soit la solution d'acide nitrique, de sorte que les ions ammonium soient consommés en continu par les ions nitrate dans l'ensemble du processus de réaction, de sorte que le produit hydrothermique final ne contienne que des ions fer trivalents, des ions complexe de pyrophosphate de manganèse et des ions nitrate ; et lors d’un frittage ultérieur avec la source de fer, la source de lithium et la source de carbone, la génération d'ions d'impureté est évitée. Le principe de la réaction est le suivant : 10Mn 2 + +2NO 3 - +30P 2 O 7 4 - +72H + →10[Mn(H 2 P 2 O 7 ) 3 ] 3 - +N 2 ↑+6H 2 O NH 4 + +NO 3 - →N 2 O↑+2H 2 O (2) Dans le procédé de mélange ultérieur de la présente divulgation, divers matériaux sont mélangés uniformément sous une forme de solution. Après séchage par pulvérisation, un matériau dans lequel le fer, le manganèse, le lithium, le phosphore et le carbone sont mélangés uniformément est obtenu. Dans le matériau de cathode obtenu lors d’un frittage ultérieur, le fer, le manganèse, le lithium et le phosphore sont bien répartis. Par rapport à un frittage direct par un procédé en phase solide, les éléments sont mélangés plus uniformément. De plus, en utilisant ce procédé, les proportions d'éléments de fer, de manganèse et de phosphore peuvent mieux répondre aux valeurs théoriques, sans l’écart de la teneur en phosphore. (3) Le matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore préparé selon la présente divulgation est du pyrophosphate de lithium-manganèse-fer, avec une formule chimique théorique de Li 6 Fe 2 Mn(P 2 O 7 ) 3 /C. Par comparaison au phosphate de lithium-fer LiFePO 4 conventionnel, le matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore préparé contient plus de lithium, peut incorporer et accueillir plus de lithium dans le processus de charge et de décharge, et présente une capacité de charge et de décharge plus élevée. La est une image de microscope électronique à balayage (MEB) d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore préparé dans l'exemple 1 de la présente divulgation. DESCRIPTION DÉTAILLÉE La présente divulgation sera décrite plus en détail ci-dessous en combinaison avec des exemples spécifiques. Exemple 1 Un procédé de préparation d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore comprend les étapes suivantes : (1) une solution d'acide nitrique présentant une concentration de 0,1 mol/L a été préparée. (2) une solution de pyrophosphate de tétraammonium présentant une concentration de 1 mol/l a été préparée ; (3) une solution de nitrate de manganèse présentant une concentration de 1 mol/l a été préparée ; (4) les solutions préparées à l'étape (2) et l'étape (3) ont été mélangées selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:3, le mélange obtenu a ensuite été placé dans un réacteur hydrothermique, et chauffé à 120℃, et la pression d'une soupape de décharge de pression dans le réacteur a été ajustée pour être commandée pour ne pas être supérieure à 0,2 MPa ; (5) la solution d'acide nitrique préparée dans l'étape (1) a été ajoutée goutte à goutte dans le réacteur hydrothermique, où le débit d'ajout de la solution d'acide nitrique était de 40 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur a été commandée pour être de 50 t/min ; (6) lorsque le pH dans le réacteur a atteint 1,7, l'ajout de la solution d'acide nitrique a été arrêtée, une solution de nitrate ferrique présentant la concentration de 0,1 mol/L a été ajoutée goutte à goutte dans le réacteur hydrothermique, où le débit d'ajout de la solution de nitrate ferrique était de 80 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur a été commandée pour être de 60 t/min ; (7) lorsque le rapport molaire du fer au manganèse dans le réacteur a été de 1:1, la réaction a été arrêtée, la pression a été chargée et un refroidissement a été effectué à température ambiante, de manière à obtenir une solution mixte de manganèse, de fer et de phosphore ; (8) la solution mixte a été mélangée avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour préparer un matériau mixte avec un rapport molaire de Fe:Mn:Li:source de carbone de 2:1: 6.2: 1, et ensuite le matériau mixte a été soumis à un séchage par pulvérisation pour obtenir un matériau séché, où la source de fer était du nitrate ferrique, la source de lithium était de l'acétate de lithium et la source de carbone était du saccharose ; et (9) le matériau séché a été calciné sous la protection d'un gaz inerte pendant 12 h à 850℃, puis naturellement refroidi à température ambiante de manière à obtenir un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini. Un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore a été préparé selon le procédé de préparation ci-dessus. L'image SEM du matériau de la cathode de la batterie lithium-ion fer-phosphore est représentée sur la . Exemple 2 Un procédé de préparation d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore comprend les étapes suivantes : (1) une solution d'acide nitrique présentant une concentration de 0,3 mol/L a été préparée. (2) une solution de pyrophosphate de tétraammonium présentant une concentration de 1,5 mol/l a été préparée ; (3) une solution de nitrate de manganèse présentant une concentration de 1,5 mol/l a été préparée ; (4) les solutions préparées à l'étape (2) et l'étape (3) ont été mélangées selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:3, le mélange obtenu a ensuite été placé dans un réacteur hydrothermique, et chauffé à 110℃, et la pression d'une soupape de décharge de pression dans le réacteur a été ajustée pour être commandée pour ne pas être supérieure à 0,2 MPa ; (5) la solution d'acide nitrique préparée dans l'étape (1) a été ajoutée goutte à goutte dans le réacteur hydrothermique, où le débit d'ajout de la solution d'acide nitrique était de 30 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur a été commandée pour être de 40 t/min ; (6) lorsque le pH dans le réacteur a atteint 1,6, l'ajout de la solution d'acide nitrique a été arrêtée, une solution de nitrate ferrique présentant la concentration de 0,3 mol/L a été ajoutée goutte à goutte dans le réacteur hydrothermique, où le débit d'ajout de la solution de nitrate ferrique était de 60 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur a été commandée pour être de 45 t/min ; (7) lorsque le rapport molaire du fer au manganèse dans le réacteur a été de 1:1, la réaction a été arrêtée, la pression a été chargée et un refroidissement a été effectué à température ambiante, de manière à obtenir une solution mixte de manganèse, de fer et de phosphore ; (8) la solution mixte a été mélangée avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour préparer un matériau mixte avec un rapport molaire de Fe:Mn:Li:source de carbone de 2:1: 6.1: 1.3, et par la suite le matériau mixte a été soumis à un séchage par pulvérisation pour obtenir un matériau séché, où la source de fer était de l'acétate ferrique, la source de lithium était du nitrate de lithium et la source de carbone était du glucose ; et (9) le matériau séché a été calciné sous la protection d'un gaz inerte pendant 18 h à 750℃, puis naturellement refroidi à température ambiante de manière à obtenir un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini. Un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore a été préparé selon le procédé de préparation ci-dessus. Exemple 3 Un procédé de préparation d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore comprend les étapes suivantes : (1) une solution d'acide nitrique présentant une concentration de 0,5 mol/L a été préparée. (2) une solution de pyrophosphate de tétraammonium présentant une concentration de 2,0 mol/l a été préparée ; (3) une solution de nitrate de manganèse présentant une concentration de 2,0 mol/l a été préparée ; (4) les solutions préparées à l'étape (2) et l'étape (3) ont été mélangées selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:3, le mélange obtenu a ensuite été placé dans un réacteur hydrothermique, et chauffé à 100℃, et la pression d'une soupape de décharge de pression dans le réacteur a été ajustée pour être commandée pour ne pas être supérieure à 0,2 MPa ; (5) la solution d'acide nitrique préparée dans l'étape (1) a été ajoutée goutte à goutte dans le réacteur hydrothermique, où le débit d'ajout de la solution d'acide nitrique était de 20 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur a été commandée pour être de 25 t/min ; (6) lorsque le pH dans le réacteur a atteint 1,5, l'ajout de la solution d'acide nitrique a été arrêtée, une solution de nitrate ferrique présentant la concentration de 0,5 mol/L a été ajoutée goutte à goutte dans le réacteur hydrothermique, où le débit d'ajout de la solution de nitrate ferrique était de 40 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur a été commandée pour être de 30 t/min ; (7) lorsque le rapport molaire du fer au manganèse dans le réacteur a été de 1:1, la réaction a été arrêtée, la pression a été chargée et un refroidissement a été effectué à température ambiante, de manière à obtenir une solution mixte de manganèse, de fer et de phosphore ; (8) la solution mixte a été mélangée avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour préparer un matériau mixte avec un rapport molaire de Fe:Mn:Li:source de carbone de 2:1: 6.0: 1.5, et par la suite le matériau mixte a été soumis à un séchage par pulvérisation pour obtenir un matériau séché, où la source de fer était de l'acétate ferrique, la source de lithium était de l’acétate de lithium et la source de carbone était du glucose ; et (9) le matériau séché a été calciné sous la protection d'un gaz inerte pendant 24 h à 600℃, puis naturellement refroidi à température ambiante de manière à obtenir un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini. Un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore a été préparé selon le procédé de préparation ci-dessus. Exemple comparatif 1 : La différence entre l'exemple comparatif 1 et l'exemple 1 est qu'une solution d'acide nitrique n'a pas été ajoutée dans l'exemple comparatif 1. Un procédé de préparation d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore comprend les étapes suivantes : (1) une solution de pyrophosphate de tétraammonium présentant une concentration de 1 mol/l a été préparée ; (2) une solution de nitrate de manganèse présentant une concentration de 1 mol/l a été préparée ; (3) les solutions préparées à l'étape (1) et l'étape (2) ont été mélangées selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:3, le mélange obtenu a ensuite été placé dans un réacteur hydrothermique, et chauffé à 120℃, et la pression d'une soupape de décharge de pression dans le réacteur a été ajustée pour être commandée pour ne pas être supérieure à 0,2 MPa ; (4) une solution de nitrate ferrique présentant une concentration de 0,1 mol/L a été ajoutée goutte à goutte dans le réacteur hydrothermique, où le débit d'ajout de la solution de nitrate ferrique était de 80 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur a été commandée pour être de 60 t/min ; (5) lorsque le rapport molaire du fer au manganèse dans le réacteur a été de 1:1, la réaction a été arrêtée, la pression a été chargée et un refroidissement a été effectué à température ambiante, de manière à obtenir une solution mixte de manganèse, de fer et de phosphore ; (6) la solution mixte a été mélangée avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour préparer un matériau mixte avec un rapport molaire de Fe:Mn:Li:source de carbone de 2:1: 6.2: 1, et ensuite le matériau mixte a été soumis à un séchage par pulvérisation pour obtenir un matériau séché, où la source de fer était du nitrate ferrique, la source de lithium était de l'acétate de lithium et la source de carbone était du saccharose ; et (7) le matériau séché a été calciné sous la protection d'un gaz inerte pendant 12 h à 850℃, puis naturellement refroidi à température ambiante de manière à obtenir un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini. Un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore a été préparé selon le procédé de préparation ci-dessus. Exemple comparatif 2 : La différence entre l'exemple comparatif 2 et l'exemple 2 est qu'une solution d'acide nitrique n'a pas été ajoutée dans l'exemple comparatif 2. Un procédé de préparation d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore comprend les étapes suivantes : (1) une solution de pyrophosphate de tétraammonium présentant une concentration de 1,5 mol/l a été préparée ; (2) une solution de nitrate de manganèse présentant une concentration de 1,5 mol/l a été préparée ; (3) les solutions préparées à l'étape (1) et l'étape (2) ont été mélangées selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:3, le mélange obtenu a ensuite été placé dans un réacteur hydrothermique, et chauffé à 110℃, et la pression d'une soupape de décharge de pression dans le réacteur a été ajustée pour être commandée pour ne pas être supérieure à 0,2 MPa ; (4) une solution de nitrate ferrique présentant une concentration de 0,3 mol/L a été ajoutée goutte à goutte dans le réacteur hydrothermique, où le débit d'ajout de la solution de nitrate ferrique était de 60 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur a été commandée pour être de 45 t/min ; (5) lorsque le rapport molaire du fer au manganèse dans le réacteur a été de 1:1, la réaction a été arrêtée, la pression a été chargée et un refroidissement a été effectué à température ambiante, de manière à obtenir une solution mixte de manganèse, de fer et de phosphore ; (6) la solution mixte a été mélangée avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour préparer un matériau mixte avec un rapport molaire de Fe:Mn:Li:source de carbone de 2: 1: 6,1: 1.3, et par la suite le matériau mixte a été soumis à un séchage par pulvérisation pour obtenir un matériau séché, où la source de fer était de l'acétate ferrique, la source de lithium était du nitrate de lithium et la source de carbone était du glucose ; et (7) le matériau séché a été calciné sous la protection d'un gaz inerte pendant 18 h à 750℃, puis naturellement refroidi à température ambiante de manière à obtenir un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini. Un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore a été préparé selon le procédé de préparation ci-dessus. Exemple comparatif 3 : La différence entre l'exemple comparatif 3 et l'exemple 3 est qu'une solution d'acide nitrique n'a pas été ajoutée dans l'exemple comparatif 3. Un procédé de préparation d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore comprend les étapes suivantes : (1) une solution de pyrophosphate de tétraammonium présentant une concentration de 2,0 mol/l a été préparée ; (2) une solution de nitrate de manganèse présentant une concentration de 2,0 mol/l a été préparée ; (3) les solutions préparées à l'étape (1) et l'étape (2) ont été mélangées selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:3, le mélange obtenu a ensuite été placé dans un réacteur hydrothermique, et chauffé à 100℃, et la pression d'une soupape de décharge de pression dans le réacteur a été ajustée pour être commandée pour ne pas être supérieure à 0,2 MPa ; (4) une solution de nitrate ferrique présentant une concentration de 0,5 mol/L a été ajoutée goutte à goutte dans le réacteur hydrothermique, où le débit d'ajout de la solution de nitrate ferrique était de 40 mL/h, et la vitesse de rotation d'agitation du réacteur a été commandée pour être de 30 t/min ; (5) lorsque le rapport molaire du fer au manganèse dans le réacteur a été de 1:1, la réaction a été arrêtée, la pression a été chargée et un refroidissement a été effectué à température ambiante, de manière à obtenir une solution mixte de manganèse, de fer et de phosphore ; (6) la solution mixte a été mélangée avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour préparer un matériau mixte avec un rapport molaire de Fe:Mn:Li:source de carbone de 2: 1: 6,0: 1.5, et par la suite le matériau mixte a été soumis à un séchage par pulvérisation pour obtenir un matériau séché, où la source de fer était de l'acétate ferrique, la source de lithium était de l’acétate de lithium et la source de carbone était du glucose ; et (7) le matériau séché a été calciné sous la protection d'un gaz inerte pendant 24 h à 600℃, puis naturellement refroidi à température ambiante de manière à obtenir un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini. Un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore a été préparé selon le procédé de préparation ci-dessus. Exemple comparatif 4 : Selon un rapport molaire de Fe:Mn:P:Li:source de carbone de 2 : 1: 6: 6,2: 1, de l'acétate ferrique, du nitrate de manganèse, du pyrophosphate de tétraammonium, de l'acétate de lithium et du saccharose ont été mélangés, de l'eau désionisée représentant 20 % du poids total du mélange a été ajoutée, le mélange a été mélangé pendant 6 h par broyage à boulets, le mélange obtenu a été soumis à un séchage par pulvérisation, puis calciné pendant 12 h à 850°C sous la protection d'un gaz inerte, puis le produit obtenu a été refroidi naturellement à température ambiante pour obtenir un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini. Un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore a été préparé selon le procédé de préparation ci-dessus. Exemple de test : 1. Le pourcentage atomique de chaque élément dans n'importe quelle région à 3 points (surface : 0,5 μm * 0,5 μm) du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini préparé dans les exemples 1 à 3 et les exemples comparatifs 1 à 4 a été testé en utilisant un spectromètre dispersif en énergie (EDS). Les résultats sont indiqués dans le Tableau 1. [Table 1] Résultats de détection de pourcentages atomiques EDS Point 1 EDS Point 2 EDS Point 3 Fe:Mn:P:O:C Exemple 1 5,88:2,94:17,64:61,77:11,77 5,87:2,94:17,66:61,77:11,76 5,88:2,93:17,64:61,78:11,77 Exemple 2 5,89:2,95:17,64:61,76:11,76 5,88:2,94:17,63:61,77:11,78 5,86:2,92:17,64:61,76:11,81 Exemple 3 5,87:2,95:17,63:61,74:11,81 5,90:2,96:17,68:61,79:11,66 5,88:2,91:17,61:61,74:11,86 Exemple comparatif 1 5,81:2,91:17,55:61,68:12,04 5,86:2,88:17,54:61,69:12,04 5,88:2,81:17,56:61,66:11,99 Exemple comparatif 2 5,78:2,87:17,58:61,68:12,08 5,79:2,98:17,51:61,40:12,35 5,54:2,89:17,31:61,33:12,92 Exemple comparatif 3 5,38:2,45:17,21:61,41:13,54 5,96:2,99:17,61:61,71:11,72 5,27:2,69:17,83:61,88:12,32 Exemple comparatif 4 3,46:2,85:19,35:66,78:7,56 6,37:3,66:18,55:63,36:8,06 2,81:2,34:17,61:61,72:15,52 Il ressort du tableau 1 que la distribution des éléments est régulière dans les exemples 1 à 3 et les exemples comparatifs 1 à 3, et que la distribution des éléments est irrégulière dans l'exemple comparatif 4. 2. Le matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore fini obtenu dans les exemples et les exemples comparatifs, du noir d'acétylène en tant qu'agent conducteur et du polyvinylidène (PVDF) en tant que liant ont été mélangés selon un rapport massique de 8:1:1, et une certaine quantité de solvant organique N-méthyl pyrrolidone (NMP) a été ajoutée. Après agitation, une feuille d'aluminium a été recouverte du mélange obtenu pour préparer une plaque de cathode. Une pile bouton A2023 comprenant la plaque d'électrode positive ci-dessus, une électrode négative constituée d'une plaque métallique de lithium, un séparateur constitué d'une membrane poreuse de polypropylène Celgard2400, un électrolyte comprenant un solvant constitué de EC, DMC et EMC selon un rapport massique de 1:1:1 et un soluté de LiPF 6 avec une concentration de 1,0 mol/L a été assemblée dans une boîte à gants. La performance du cycle de charge et de décharge de la batterie a été testée, les capacités spécifiques de décharge à 0,2 C et 1 C ayant été testées dans une plage de tension de coupure de 2,2 à 4,3 V. Les résultats de test de performance électrochimique sont présentés dans le tableau 2. [Table 2] Résultats de test de performance électrochimique Capacité de décharge à 0,2 C (mAh/g) Capacité de décharge à 1 C (mAh/g) Taux de rétention de capacité pour 600 cycles à 1 C (%) Exemple 1 172,8 151,7 93,93 % Exemple 2 171,7 150,9 94,06 % Exemple 3 172,3 151,4 94,02 % Exemple comparatif 1 138,6 107,6 77,63 % Exemple comparatif 2 136,7 106,4 77,83 % Exemple comparatif 3 137,9 107,7 78,10 % Exemple comparatif 4 131,4 104,3 79,38 % Il ressort du tableau 2 que la capacité de décharge à 0,2 C du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore préparé selon le procédé de préparation peut atteindre plus de 171,7 mAh/g, la capacité de décharge à 1 C peut atteindre plus de 150,9 mAh/g, et le taux de rétention de capacité pendant 600 cycles à 1 C peut atteindre plus de 93,93 %. Les exemples ci-dessus sont des modes de réalisation préférés de la présente divulgation, mais cependant, les modes de réalisation de la présente divulgation ne sont pas limités par les exemples ci-dessus, et d'autres changements, modifications, remplacements, combinaisons et simplifications effectués sans s'écarter de l'esprit et du principe de la présente divulgation sont tous des modes de substitution équivalents et inclus dans la portée de protection de la présente divulgation. Procédé de préparation d'un matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore, comprenant les étapes suivantes : (1) mélanger une solution de sel de manganèse hydrosoluble avec une solution de pyrophosphate hydrosoluble, ajouter une liqueur d'acide pour ajuster le pH pour qu'il soit acide, puis ajouter une solution de sel ferrique hydrosoluble pour une réaction afin d'obtenir une solution mixte ; (2) mélanger la solution mixte obtenue à l'étape (1) avec une source de fer, une source de lithium et une source de carbone pour former un matériau mixte, et sécher ensuite pour obtenir un matériau séché ; et (3) calciner le matériau séché obtenu à l'étape (2) dans un gaz inerte de manière à obtenir le matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore. Procédé de préparation du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore selon la revendication 1, dans lequel à l'étape (1), la solution de sel de manganèse hydrosoluble est une solution de nitrate de manganèse, la solution de pyrophosphate hydrosoluble est une solution de pyrophosphate de tétraammonium, et la liqueur d'acide est une solution d'acide nitrique. Procédé de préparation du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore selon la revendication 1, dans lequel à l'étape (1), la solution de sel de manganèse hydrosoluble et la solution de pyrophosphate hydrosoluble sont mélangées selon un rapport molaire du manganèse au phosphore de 1:(2-5). Procédé de préparation du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore selon la revendication 1, dans lequel à l'étape (1), l'ajustement du pH pour qu'il soit acide se réfère à un ajustement du pH pour qu'il soit de 1,0 à 3,0. Procédé de préparation du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore selon la revendication 1, dans lequel à l'étape (1), la solution de sel ferrique hydrosoluble a été ajoutée goutte à goutte sous agitation, dans lequel un débit d'ajout est de 30 à 100 ml/h et une vitesse d'agitation est de 20 à 100 t/min. Procédé de préparation du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore selon la revendication 1, dans lequel à l'étape (2), un rapport de Fe: Mn: Li:source de carbone dans le matériau mixte est de 2:1: (6,0-6,5): (1,0-2,0). Procédé de préparation du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore selon la revendication 1, dans lequel dans l'étape (2), un mode de séchage est un séchage par pulvérisation. Procédé de préparation du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore selon la revendication 1, dans lequel à l'étape (3), une température de la calcination est de 500 à 1000°C, et la calcination dure de 10 à 30 h. Matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore préparé selon le procédé de préparation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. Utilisation du matériau de cathode de batterie lithium-ion fer-phosphore selon la revendication 9 dans la préparation de batteries lithium-ion.