Brevet FR3142043A1 — publié le 20240517

L'invention concerne un procédé de préparation d'un matériau de cathode monocristallin à haut débit à partir d'un mélange de gel, et une utilisation de celui-ci. Dans la présente divulgation, un précurseur est broyé et mélangé avec une source de lithium, et le mélange est fritté pendant une courte période à une basse température, de sorte que le lithium pénètre dans une structure interne du précurseur, et la granularité du matériau est faible. En séchant une solution de sol, un gel est formé et est fixé de manière uniforme à la surface du matériau. Ensuite, le matériau est fritté à basse température, puis est fritté à haute température pour former de l'oxyde de cuivre-yttrium-baryum d'une structure de type supraconducteur, et pendant ce temps, le matériau de cathode est complètement cristallisé. Par l’intermédiaire de ce procédé, le matériau de cathode peut être revêtu et la fusion de limite de grain entre les particules peut être évitée, de sorte que des monocristaux de petites particules avec une conductivité élevée sont formés. PROCÉDÉ DE PRÉPARATION D'UN MATÉRIAU DE CATHODE MONOCRISTALLIN À HAUT DÉBIT À PARTIR D'UN MÉLANGE DE GEL, ET UTILISATION DE CELUI-CI La présente divulgation appartient au domaine technique des matériaux de cathode de batteries lithium-ion, et concerne en particulier un procédé de préparation d'un matériau de cathode monocristallin à haut débit à partir d'un mélange de gel, et une utilisation de celui-ci. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Avec le développement rapide de l'énergie verte de nos jours, l'utilisation d'outils électriques à haut débit a été popularisée, et en particulier, les outils électriques à 20C, 40C et même à un débit plus élevé ont été popularisés, ce qui impose une demande de plus en plus élevée sur les performances de débit du matériau de cathode. Pendant ce temps, avec la promotion progressive des voitures à énergie nouvelle, les véhicules électriques hybrides (VHE), en tant que branche des voitures à énergie nouvelle, ont été progressivement reçus et approuvés par les consommateurs. En tant que matériau de cathode pour une batterie HEV, il doit présenter les avantages d'un taux de décharge instantanée élevé, d'une longue durée de vie, d'une bonne performance énergétique, et analogues. Dans les domaines des outils électriques et des automobiles à énergie nouvelle, le matériau de cathode doit tenir compte de la caractéristique de longue durée de vie tout en présentant le débit ultra-élevé. À l'heure actuelle, la plupart des produits de matériau de cathode traditionnels sur le marché sont des particules secondaires formées par agglomération de particules primaires. Grâce à la large distribution de taille de grain des matériaux NCA/NCM de particules secondaires, les particules secondaires sont facilement brisées en raison de la contrainte inégale de ce type de matériaux dans un processus de pressage au rouleau d'électrode, ce qui affecte la densité de compactage des électrodes. L'électrolyte infiltre difficilement les matériaux de cathode à particules secondaires complètement, ce qui entraîne une augmentation de la résistance interne des électrodes. Pendant ce temps, lorsque les particules secondaires sont brisées, la zone de contact entre le matériau et l'électrolyte est plus grande pour induire des réactions secondaires plus intenses, ce qui entraîne une augmentation de la résistance interne d'une cellule de batterie et une limitation de l'application de la cellule de batterie sur un marché haut de gamme. De plus, possédant des caractéristiques de large distribution de taille de grain, d'espaces non-homogènes, de fragilité, et analogues, des particules secondaires, le matériau n'est difficilement revêtu de manière uniforme. Par comparaison à un matériau de cathode à particules secondaires habituel, un produit monocristallin ou de type cristal avec des densités de compactage et après tassement plus élevées évite efficacement les phénomènes tels que la rupture des particules dans le processus de pressage au rouleau d'électrode, réduit les réactions secondaires entre l'électrolyte et le matériau et améliore les performances de cycle d'une cellule unique et les performances dans des conditions de débit élevé. Dans la technique antérieure, le matériau de cathode monocristallin présente une faible capacité de débit et une faible stabilité de cycle, et réalise difficilement des cycles de charge-décharge stables à très haut débit. De plus, les matériaux de cathode monocristallins préparés par un procédé de frittage à haute température et un procédé auxiliaire présentent une distribution de taille de grain inégale, un diamètre de grain important (ordre du micron) et une faible intégrité mécanique. D'autre part, les performances du matériau de cathode sont fréquemment améliorées par le biais d'un revêtement dans la technique antérieure. Cependant, avec l'augmentation des types de revêtement et de la quantité de revêtement, la résistivité de poudre du matériau de cathode augmente linéairement, ce qui limite les performances de cycle du matériau de cathode. Pour obtenir des performances de charge rapide du matériau de cathode de manière à obtenir des cycles de charge-décharge ultra-élevés et stables, il est nécessaire de résoudre de toute urgence un problème technique. RÉSUMÉ La présente divulgation vise à résoudre au moins l’un des problèmes techniques existant dans la technique antérieure. Par conséquent, la présente divulgation fournit un procédé de préparation d'un matériau de cathode monocristallin à haut débit à partir d'un mélange de gel, et une application de celui-ci. Par l’intermédiaire de ce procédé, le matériau de cathode peut être revêtu et la fusion de limite de grain entre les particules peut être évitée, de sorte que des monocristaux de petites particules avec une conductivité élevée sont formés. Selon un aspect de la présente divulgation, un procédé de préparation d'un matériau de cathode monocristallin à haut débit à partir d'un mélange de gel est fourni, incluant les étapes suivantes : S1 : broyer un précurseur de matériau de cathode pour obtenir un matériau broyé, mélanger le matériau broyé avec une source de lithium pour obtenir un mélange, et élever la température du mélange entre 500 et 550℃ dans une atmosphère aérobie pour réaction, de manière à obtenir un matériau fritté ; S2 : mélanger un sel d'yttrium, un sel de baryum, un sel de cuivre, un solvant organique et un agent complexant pour obtenir une solution de sol, ajouter le matériau fritté dans la solution de sol pour obtenir un mélange, et chauffer et sécher le mélange pour obtenir un mélange de gel solide ; et S3 : élever la température du mélange de gel solide entre 400 et 450℃ dans une atmosphère d'oxygène pour réaction, puis élever la température du mélange de gel solide entre 850 et 900℃ pour réaction, puis refroidir le mélange de gel solide entre 450 et 550℃ pour réaction afin d'obtenir un produit de réaction, et broyer le produit de réaction pour obtenir le matériau de cathode monocristallin à haut débit. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, le précurseur du matériau de cathode est un hydroxyde de nickel, de cobalt et de manganèse (NiaCobMnc(OH)2), un oxyde de nickel, de cobalt et de manganèse (NiaCobMncO) ou un carbonate de nickel, de cobalt et de manganèse (NiaCobMncCO3), où 0 ≤ a ≤ 0,6, 0 ≤ b ≤ 0,6, 0 ≤ c ≤ 0,4 et a + b + c = 1. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, le diamètre de grain D50 du matériau broyé est de 500 à 1 000 nm. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, le matériau broyé et la source de lithium sont mélangés selon un rapport molaire de la somme du nickel, du cobalt et du manganèse au lithium de 1: (1,0 à 1,2). Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, la source de lithium est choisie parmi au moins un parmi l'hydroxyde de lithium, le carbonate de lithium, le nitrate de lithium et l'oxalate de lithium. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, la température est élevée à une débit de 5 à 10 C/min. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, la réaction dure de 3 à 5 heures. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S1, l'atmosphère aérobie est une atmosphère d'air ou d'oxygène. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, le rapport molaire du sel d'yttrium, du sel de baryum, du sel de cuivre, du solvant organique et de l'agent complexant est de 1: 2: 3: (400 à 800): (1 à 5). Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, un rapport solide/liquide du matériau fritté à la solution de sol est de 20 à 30 g/100 mL. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, le sel d'yttrium, le sel de baryum et le sel de cuivre sont au moins un parmi un nitrate ou un acétate. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, le solvant organique est au moins un parmi le méthanol, l'éthanol ou l’éther méthylique. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, l'agent complexant est au moins un parmi l'éthylène glycol, l'éthanolamine et la diéthylènetriamine. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S2, le chauffage est effectuée à une température de 150 à 250°C. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S3, l’élévation de la température du mélange de gel solide est entre 400 et 450°C pour réaction pendant 20 à 30 min ; l’élévation de la température du mélange de gel solide est entre 850 et 900°C pour réaction pendant 12 à 24 heures ; le refroidissement du mélange de gel solide est entre 450 et 550°C pour réaction pendant 1 à 2 heures. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S3, la température est élevée à une débit de 5 à 10 C/min. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, à l'étape S3, pendant le refroidissement, la température est diminuée à une débit de 5 à10°C/min. Dans certains modes de réalisation de la présente divulgation, un diamètre de grain D50 du matériau de cathode monocristallin à haut débit est de 0,8 à 2 μm. La présente divulgation concerne en outre l’utilisation du procédé dans la préparation d'une batterie lithium-ion. Selon un mode de réalisation préféré de la présente divulgation, la présente divulgation présente au moins les effets bénéfiques suivants. 1. Dans la présente divulgation, le précurseur de matériau de cathode est d'abord broyé, puis est mélangé avec la source de lithium ; et le mélange obtenu est fritté à basse température pendant une courte période, de sorte que le lithium pénètre dans la structure interne du précurseur ; et en même temps, la fusion de limite de grain est évitée, de sorte que la granularité du matériau est encore faible. 2. En séchant la solution de sol, le solvant organique se volatilise ; le gel formé peut être fixé uniformément à la surface du matériau ; le matériau est d'abord fritté à une température basse dans l'atmosphère d'oxygène, de sorte que le matériau forme initialement l'oxyde de cuivre-yttrium-baryum qui recouvre la surface du matériau broyé ; puis le matériau est fritté à la température élevée pour former l'oxyde de cuivre-yttrium-baryum d'une structure de type supraconducteur ; et pendant ce temps, le matériau de cathode est complètement cristallisé ; et enfin, le matériau est fritté à une température basse pour stabiliser davantage la structure de l'oxyde de cuivre-yttrium-baryum, ce qui contribue à améliorer la conductivité du matériau. Dans le processus de frittage du mélange de gel solide, le matériau commence à être soumis à une fusion de limite de grain, puis est bloqué par le revêtement, avec une capacité de fusion limitée, ce qui réduit la pression de broyage du matériau monocristallin par la suite, et les particules monocristallines broyées présentent une petite granularité ; et en outre, en raison de la structure supraconductrice de l'oxyde de cuivre-yttrium-baryum sur la surface, la conductivité électronique du matériau de cathode est considérablement améliorée. 3. Étant donné que le lithium pénétrant dans le matériau de cathode immature est toujours instable et facile à dissocier, la teneur en nickel dans un matériau de cathode en série à haute teneur en nickel est élevée, et le mélange de lithium et de nickel dans le matériau de cathode immature est sévère. Même si la solution de sol est préparée en utilisant un solvant organique, une grande quantité de lithium est facilement perdue, ce qui entraîne une réduction du volume par gramme du matériau. En outre, le lithium dissous peut être mis à réagir avec le matériau de revêtement pour affecter la génération de la structure supraconductrice de l'oxyde de cuivre-yttrium-baryum, de sorte que la conductivité de la couche de revêtement est réduite davantage. Par conséquent, dans la présente divulgation, le précurseur à faible teneur en nickel est de préférence utilisé. La présente divulgation va être décrite de manière plus détaillée ci-dessous en combinaison avec des dessins et des modes de réalisation, où : La est un schéma au microscope électronique à balayage (MEB) d'un matériau de cathode monocristallin à haut débit préparé dans l'exemple 1 de la présente divulgation. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Le concept de la présente divulgation et l'effet technique généré vont être clairement et intégralement décrits ci-dessous en combinaison avec les exemples pour comprendre pleinement les objets, les caractéristiques et les effets de la présente divulgation. Manifestement, les exemples décrits ne sont qu'une partie plutôt que tous les exemples de la présente divulgation. Sur la base des exemples de la présente divulgation, d'autres exemples de réalisation obtenus par l'homme du métier sans effort créatif doivent tomber dans la portée de protection de la présente divulgation. Exemple 1 Un matériau de cathode monocristallin à haut débit a été préparé dans cet exemple par les étapes spécifiques suivantes : étape 1 : un hydroxyde de nickel, de cobalt et de manganèse présentant une formule chimique Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2, un précurseur d'un matériau de cathode, a été broyé avec un broyeur à flux d'air, pour obtenir un précurseur broyé avec un diamètre de grain D50 de 850 nm ; étape 2 : le précurseur broyé a été mélangé avec du carbonate de lithium selon un rapport molaire de la somme du nickel, du cobalt et du manganèse au lithium de 1:1,1, puis la température du mélange a été élevée de la température ambiante à 530℃ dans une atmosphère d'oxygène à un débit de 8℃/min et maintenue pendant 4 heures, et après la réaction, le mélange a été refroidi à température ambiante pour obtenir un matériau fritté ; étape 3 : selon un rapport molaire du sel d'yttrium, du sel de baryum, du sel de cuivre, du méthanol et de la diéthylènetriamine de 1:2:3:600:3, du nitrate d'yttrium, du nitrate de baryum et du nitrate de cuivre ont été ajoutés dans du méthanol, puis de la diéthylènetriamine a été ajoutée, et le mélange a été agité et mélangé uniformément pour obtenir une solution de sol ; étape 4 : le matériau fritté obtenu à l'étape 2 a été ajouté dans la solution de sol à un rapport solide/liquide de 25 g/100 ml, et la solution de sol a été chauffée et séchée à 200℃ pour obtenir un mélange de gel solide ; et étape 5 : la température du mélange de gel solide a été élevée à 430℃ à une débit de 8℃/min dans l'atmosphère d'oxygène et maintenue pendant 25 min, puis la température du mélange de gel solide a été élevée à 880℃ au même débit et maintenue pendant 18 heures, puis le mélange de gel solide a été refroidi à 500℃ à une débit de refroidissement de 8℃/min et maintenu pendant 1,5 heure, puis le mélange de gel solide a été broyé, tamisé et soumis à une élimination de fer pour obtenir le matériau de cathode monocristallin à haut débit avec un D50 de 1,5 μm. Exemple 2 Un matériau de cathode monocristallin à haut débit a été préparé dans cet exemple par les étapes spécifiques suivantes : étape 1 : un oxyde de nickel, de cobalt et de manganèse présentant une formule chimique de Ni0.6Co0.2Mn0.2O, un précurseur d'un matériau de cathode, a été broyé avec un broyeur à flux d'air pour obtenir un précurseur broyé avec un diamètre de grain D50 de 720 nm ; étape 2 : le précurseur broyé a été mélangé avec du nitrate de lithium selon un rapport molaire de la somme du nickel, du cobalt et du manganèse au lithium de 1:1,0, puis la température du mélange a été élevée de la température ambiante à 500℃ dans une atmosphère d' air à un débit de 5℃/min et maintenue pendant 5 heures, et après la réaction, le mélange a été refroidi à température ambiante pour obtenir un matériau fritté ; étape 3 : selon un rapport molaire du sel d'yttrium, du sel de baryum, du sel de cuivre, de l'éthanol et de l'éthanolamine de 1:2:3:400:1, du nitrate d'yttrium, du nitrate de baryum et du nitrate de cuivre ont été ajoutés dans du éthanol, puis de la diéthylènetriamine a été ajoutée, et le mélange a été agité et mélangé uniformément pour obtenir une solution de sol ; étape 4 : le matériau fritté obtenu à l'étape 2 a été ajouté dans la solution de sol à un rapport solide/liquide de 20 g/100 ml, et la solution de sol a été chauffée et séchée à 150℃ pour obtenir un mélange de gel solide ; et étape 5 : la température du mélange de gel solide a été élevée à 400℃ à une débit de 5℃/min dans l'atmosphère d'oxygène et maintenue pendant 20 min, puis la température du mélange de gel solide a été élevée à 850℃ au même débit et maintenue pendant 12 heures, puis le mélange de gel solide a été refroidi à 450℃ à une débit de refroidissement de 5℃/min et maintenu pendant 2 heures, puis le mélange de gel solide a été broyé, tamisé et soumis à une élimination de fer pour obtenir le matériau de cathode monocristallin à haut débit avec un D50 de 1,2 μm. Exemple 3 Un matériau de cathode monocristallin à haut débit a été préparé dans cet exemple par les étapes spécifiques suivantes : étape 1 : un oxyde de nickel, de cobalt et de manganèse présentant une formule chimique de Ni0.6Co0.2Mn0.2CO3, un précurseur d'un matériau de cathode, a été broyé avec un broyeur à flux d'air pour obtenir un précurseur broyé avec un diamètre de grain D50 de 600 nm ; étape 2 : le précurseur broyé a été mélangé à de l'hydroxyde de lithium selon un rapport molaire de la somme du nickel, du cobalt et du manganèse au lithium de 1:1,2, puis la température du mélange a été élevée de la température ambiante à 550℃ dans une atmosphère d'oxygène à un débit de 10℃/min et maintenue pendant 3 heures, et après la réaction, le mélange a été refroidi à température ambiante pour obtenir un matériau fritté ; étape 3 : selon un rapport molaire du sel d'yttrium, du sel de baryum, du sel de cuivre, de l'éther méthylique et de l'éthylène glycol de 1:2:3:800:5, du nitrate d'yttrium, du nitrate de baryum et du nitrate de cuivre ont été ajoutés dans de l'éther méthylique, puis de l'éthylène glycol a été ajouté, et le mélange a été agité et uniformément mélangé pour obtenir une solution de sol ; étape 4 : le matériau fritté obtenu à l'étape 2 a été ajouté dans la solution de sol à un rapport solide/liquide de 30 g/100 ml, et la solution de sol a été chauffée et séchée à 250℃ pour obtenir un mélange de gel solide ; et étape 5 : la température du mélange de gel solide a été élevée à 450℃ à une débit de 5℃/min dans l'atmosphère d'oxygène et maintenue pendant 30 min, puis la température du mélange de gel solide a été élevée à 900℃ au même débit et maintenue pendant 24 heures, puis le mélange de gel solide a été refroidi à 550℃ à une débit de refroidissement de 10℃/min et maintenu pendant 1 heures, puis le mélange de gel solide a été broyé, tamisé et soumis à une élimination de fer pour obtenir le matériau de cathode monocristallin à haut débit avec un D50 de 0,9 μm. Exemple comparatif 1 Un matériau de cathode monocristallin a été préparé dans cet exemple comparatif. La différence par rapport à l'exemple 1 est qu'un mélange de gel solide n'a pas été préparé. Le procédé inclut les étapes spécifique suivantes : étape 1 : un hydroxyde de nickel, de cobalt et de manganèse présentant une formule chimique Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2, un précurseur d'un matériau de cathode, a été broyé avec un broyeur à flux d'air, pour obtenir un précurseur broyé avec un diamètre de grain D50 de 850 nm ; étape 2 : le précurseur broyé a été mélangé avec du carbonate de lithium selon un rapport molaire de la somme du nickel, du cobalt et du manganèse au lithium de 1:1,1, puis la température du mélange a été élevée de la température ambiante à 530℃ dans une atmosphère d'oxygène à une débit de 8℃/min et maintenue pendant 4 heures ; et étape 3 : la température du mélange a été élevée à 880℃ au même débit et maintenue pendant 18 heures, puis le mélange a été refroidi à 500℃ à un débit de refroidissement de 8℃/min et maintenu pendant 1,5 heure, puis le mélange a été broyé, tamisé et soumis à une élimination de fer pour obtenir le matériau de cathode monocristallin avec un D50 de 3,5 μm. Exemple comparatif 2 Un matériau de cathode monocristallin a été préparé dans cet exemple comparatif. La différence par rapport à l'exemple 2 est qu'un mélange de gel solide n'a pas été préparé. Le procédé inclut les étapes spécifique suivantes : étape 1 : un oxyde de nickel, de cobalt et de manganèse présentant une formule chimique de Ni0.6Co0.2Mn0.2O, un précurseur d'un matériau de cathode, a été broyé avec un broyeur à flux d'air pour obtenir un précurseur broyé avec un diamètre de grain D50 de 720 nm ; étape 2 : le précurseur broyé a été mélangé avec du nitrate de lithium selon un rapport molaire de la somme du nickel, du cobalt et du manganèse au lithium de 1:1.0, puis la température du mélange a été élevée de la température ambiante à 500℃ dans une atmosphère d' air à un débit de 5℃/min et maintenue pendant 5 heures ; et étape 3 : la température du mélange a été élevée à 850℃ au même débit et maintenue pendant 12 heures, puis le mélange a été refroidi à 450℃ à une débit de refroidissement de 5℃/min et maintenu pendant 2 heure, puis le mélange a été broyé, tamisé et soumis à une élimination de fer pour obtenir le matériau de cathode monocristallin avec un D50 de 2,8 μm. Exemple comparatif 3 Un matériau de cathode monocristallin a été préparé dans cet exemple comparatif. La différence par rapport à l'exemple 3 est qu'un mélange de gel solide n'a pas été préparé. Le procédé inclut les étapes spécifique suivantes : étape 1 : un oxyde de nickel, de cobalt et de manganèse présentant une formule chimique de Ni0.6Co0.2Mn0.2CO3, un précurseur d'un matériau de cathode, a été broyé avec un broyeur à flux d'air pour obtenir un précurseur broyé avec un diamètre de grain D50 de 600 nm ; étape 2 : le précurseur broyé a été mélangé à de l'hydroxyde de lithium selon un rapport molaire de la somme du nickel, du cobalt et du manganèse au lithium de 1:1,2, puis la température du mélange a été élevée de la température ambiante à 550℃ dans une atmosphère d'oxygène à une débit de 10℃/min et maintenue pendant 3 heures ; et étape 3 : la température du mélange a ensuite été élevée à 900℃ au même débit et maintenue pendant 24 heures, puis le mélange a été refroidi à 550℃ à un débit de refroidissement de 10℃/min et maintenu pendant 1 heure, puis le mélange a été broyé, tamisé et soumis à une élimination de fer pour obtenir le matériau de cathode monocristallin à faible diamètre de grain à débit élevée avec un D50 de 4,2 μm. Exemple comparatif 4 Un matériau de cathode monocristallin a été préparé dans cet exemple comparatif par les étapes spécifiques suivantes : étape 1 : selon un rapport molaire du sel d'yttrium, du sel de baryum, du sel de cuivre, du méthanol et de la diéthylènetriamine de 1:2:3:600:3, du nitrate d'yttrium, du nitrate de baryum et du nitrate de cuivre ont été ajoutés dans du méthanol, puis de la diéthylènetriamine a été ajoutée, et le mélange a été agité et mélangé uniformément pour obtenir une solution de sol ; étape 2 : le matériau de cathode obtenu dans l'exemple comparatif 1 a été ajouté dans la solution de sol selon un rapport solide/liquide de 25 g/100 ml, et la solution de sol a été chauffée et séchée à 200°C pour obtenir un mélange de gel solide ; et étape 3 : la température du mélange de gel solide a été élevée à 430℃ à un débit de 8℃/min dans l'atmosphère d'oxygène et maintenue pendant 25 min, puis la température du mélange de gel solide a été élevée à 880℃ au même débit et maintenue pendant 18 heures, puis le mélange de gel solide a été refroidi à 500℃ à une débit de refroidissement de 8℃/min et maintenu pendant 1,5 heures, puis le mélange de gel solide a été tamisé et soumis à une élimination de fer pour obtenir le matériau de cathode monocristallin avec un D50 de 3,5 μm. Exemple comparatif 5 Un matériau de cathode monocristallin a été préparé dans cet exemple comparatif par les étapes spécifiques suivantes : étape 1 : selon un rapport molaire du sel d'yttrium, du sel de baryum, du sel de cuivre, de l'éthanol et de l'éthanolamine de 1:2:3:400:1, du nitrate d'yttrium, du nitrate de baryum et du nitrate de cuivre ont été ajoutés dans du éthanol, puis de la diéthylènetriamine a été ajoutée, et le mélange a été agité et mélangé uniformément pour obtenir une solution de sol ; étape 2 : le matériau de cathode obtenu dans l'exemple comparatif 2 a été ajouté dans la solution de sol selon un rapport solide/liquide de 20 g/100 ml, et la solution de sol a été chauffée et séchée à 150°C pour obtenir un mélange de gel solide ; et étape 3 : la température du mélange de gel solide a été élevée à 400℃ à un débit de 5℃/min dans l'atmosphère d'oxygène et maintenue pendant 20 min, puis la température du mélange de gel solide a été élevée à 850℃ au même débit et maintenue pendant 12 heures, puis le mélange de gel solide a été refroidi à 450℃ à une débit de refroidissement de 5℃/min et maintenu pendant 2 heures, puis le mélange de gel solide a été tamisé et soumis à une élimination de fer pour obtenir le matériau de cathode monocristallin à petit diamètre de grain à haut débit avec un D50 de 2,8 μm. Exemple comparatif 6 Un matériau de cathode monocristallin a été préparé dans cet exemple comparatif par les étapes spécifiques suivantes : étape 1 : selon un rapport molaire du sel d'yttrium, du sel de baryum, du sel de cuivre, de l'éther méthylique et de l'éthylène glycol de 1:2:3:800:5, du nitrate d'yttrium, du nitrate de baryum et du nitrate de cuivre ont été ajoutés dans de l'éther méthylique, puis de l'éthylène glycol a été ajouté, et le mélange a été agité et uniformément mélangé pour obtenir une solution de sol ; étape 2 : le matériau de cathode obtenu dans l'exemple comparatif 3 a été ajouté dans la solution de sol selon un rapport solide/liquide de 30 g/100 ml, et la solution de sol a été chauffée et séchée à 250°C pour obtenir un mélange de gel solide ; et étape 3 : la température du mélange de gel solide a été élevée à 450℃ à un débit de 10℃/min dans l'atmosphère d'oxygène et maintenue pendant 30 min, puis la température du mélange de gel solide a été élevée à 900℃ au même débit et maintenue pendant 24 heures, puis le mélange de gel solide a été refroidi à 550℃ à une débit de refroidissement de 10℃/min et maintenu pendant 1 heures, puis le mélange de gel solide a été tamisé et soumis à une élimination de fer pour obtenir le matériau de cathode monocristallin à petit diamètre de grain à haut débit avec un D50 de 4,2 μm. Exemple de test : La résistivité des matériaux de cathode obtenus dans les exemples et les exemples comparatifs a été détectée par un procédé de sonde à quatre points à 12 MPa. Une plaque de cathode a été préparée à partir du matériau de cathode obtenu dans les exemples et les exemples comparatifs, d’un liant (PVDF), d’un agent conducteur (noir d'acétylène) selon un rapport de 90:5:5. Une pile bouton CR2025 comprenant la plaque de cathode ci-dessus, une contre-électrode en lithium métallique, un électrolyte comprenant 1 M de LiPF6/EC :DMC :FEC à un rapport volumique de EC, DMC et FEC de 1:1:1, et un séparateur microporeux Celgard2400 a été assemblée dans une boîte à gants remplie d'argon. La première capacité de décharge spécifique a été testée dans une plage de tension de 3 à 4,3 V, 0,2C/0,2C ; la capacité de débit à 0,5C/0,2C, 1C/0,2C, 2C/0,2C, 4C/0,2C et 8C/0,2C a été testée ; et le taux de rétention de capacité pour 500 cycles a été testé à 1,2C/1C, avec les résultats obtenus indiqués dans le Tableau 1. Résistivité (Ω•m) Première capacité de décharge spécifique (mAh/g) Capacité de débit (%) Taux de rétention de capacité de cycle (%) 1C/0,2C 2C/0,2C 4C/0,2C 8C/0,2C Exemple 1 1106 183,7 96,3 93,7 91,2 87,6 94,7 Exemple 2 1241 182,9 96,1 94,1 91,4 87,8 94,3 Exemple 3 968 183,6 96,4 93,6 90,8 88,1 95,1 Exemple comparatif 1 6980 182,9 89,3 85,5 80,1 72,6 82,9 Exemple comparatif 2 6830 183,1 89,1 85,6 80,6 72,4 82,4 Exemple comparatif 3 6860 183,3 89,4 86,2 80,7 72,4 83,1 Exemple comparatif 4 1228 182,7 92,9 89,9 84,8 76,1 93,9 Exemple comparatif 5 1287 182,3 92,7 89,4 84,2 76,5 94,2 Exemple comparatif 6 1049 182,8 92,3 90,3 84,2 76,9 94,5 Il ressort du tableau 1 que la résistivité des matériaux de cathode dans les exemples comparatifs 1 à 3 est apparemment supérieure à celle des matériaux de cathode dans les exemples, car les matériaux de cathode dans les exemples comparatifs 1 à 3 ne sont pas revêtus de l'oxyde de cuivre-baryum-yttrium, la conductivité n'est pas inférieure à celle des exemples, et la capacité de débit et les performances de cycle sont réduites avec ceux-ci. Bien que la résistivité du matériau de cathode dans les exemples comparatifs 4 à 6 soit équivalente à celle du matériau de cathode dans les exemples, étant donné que le matériau de cathode a été complètement fritté est mélangé à la solution de sol dans les exemples comparatifs 4 à 6, le matériau de cathode fritté est grand en termes de particules en raison de la fusion de limite de grain, ce qui entraîne un grand diamètre de grain du matériau de cathode monocristallin final, et par conséquent la capacité de débit est réduite. Une description détaillée a été faite sur les exemples de la présente divulgation en combinaison avec les dessins ci-dessus. Cependant, la présente divulgation n'est pas limitée aux exemples mentionnés ci-dessus. L'homme du métier peut en outre effectuer diverses variations sans sortir du but de la présente divulgation dans le domaine des connaissances. En outre, en l'absence de conflit, les exemples de la présente divulgation et les caractéristiques des exemples peuvent être combinés les uns avec les autres. Procédé de préparation d'un matériau de cathode monocristallin à haut débit à partir d'un mélange de gel, comprenant les étapes suivantes : S1 : broyer un précurseur de matériau de cathode pour obtenir un matériau broyé, mélanger le matériau broyé avec une source de lithium pour obtenir un mélange, et élever la température du mélange entre 500 et 550℃ dans une atmosphère aérobie pour réaction, de manière à obtenir un matériau fritté ; S2 : mélanger un sel d'yttrium, un sel de baryum, un sel de cuivre, un solvant organique et un agent complexant pour obtenir une solution de sol, ajouter le matériau fritté dans la solution de sol pour obtenir un mélange, et chauffer et sécher le mélange pour obtenir un mélange de gel solide ; et S3 : élever la température du mélange de gel solide entre 400 et 450℃ dans une atmosphère d'oxygène pour réaction, puis élever la température du mélange de gel solide entre 850 et 900℃ pour réaction, puis refroidir le mélange de gel solide entre 450 et 550℃ pour réaction afin d'obtenir un produit de réaction, et broyer le produit de réaction pour obtenir le matériau de cathode monocristallin à haut débit. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S1, le précurseur du matériau de cathode est un hydroxyde de nickel, de cobalt et de manganèse (Ni a Co b Mn c (OH) 2 ), un oxyde de nickel, de cobalt et de manganèse (Ni a Co b Mn c O) ou un carbonate de nickel, de cobalt et de manganèse (Ni a Co b Mn c CO 3 ), où 0 ≤ a ≤ 0,6, 0 ≤ b ≤ 0,6, 0 ≤ c ≤ 0,4 et a + b + c = 1. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S1, le diamètre de grain D50 du matériau broyé est de 500 à 1 000 nm. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S2, le rapport molaire du sel d'yttrium, du sel de baryum, du sel de cuivre, du solvant organique et de l'agent complexant est de 1:2:3:(400 à 800):(1 à 5). Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S2, le sel d'yttrium, le sel de baryum et le sel de cuivre sont au moins un parmi un nitrate ou un acétate. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S2, le solvant organique est au moins un parmi le méthanol, l'éthanol ou l'éther méthylique. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S2, l'agent complexant est au moins un parmi l'éthylène glycol, l'éthanolamine ou la diéthylènetriamine. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S2, la température du chauffage et du séchage est de 150 à 250°C. Procédé selon la revendication 1, dans lequel à l'étape S3, l’élévation de la température du mélange de gel solide est entre 400 et 450°C pour réaction pendant 20 à 30 min ; l’élévation de la température du mélange de gel solide est entre 850 et 900°C pour réaction pendant 12 à 24 heures ; et le refroidissement du mélange de gel solide est entre 450 et 550°C pour réaction pendant 1 à 2 heures. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans la préparation d’une batterie lithium-ion.