近日，大连理工大学黄昊实验室，针对锂离子二次电池在循环过程中，活性物质严重体积膨胀，造成电极粉化失效的瓶颈问题，提出了碳约束氮化铁纳米核壳结构。利用新技术后，在500次循环实验中，电池仍能维持工作容量，未发现明显衰减。相关成果刊登于《纳米能源》期刊。
该项研究结合等离子体物理和化学氮化工艺，制备了碳约束氮化铁纳米材料作为锂离子电池负极，实现了锂离子电池的高密度储能与电极材料的稳定。同时，电解液可以通过缺陷位置自由进入碳层内部，与活性物质氮化铁发生电化学反应。
柔韧的碳壳不仅能缓解活性物质储放锂过程中的体积涨缩、导致电极粉化失效问题，同时碳层优良的本征导电性为界面电荷快速转移提供了有效路径，从而实现了碳约束氮化铁纳米材料在锂离子电池中长循环高密度充放电性能。研究成果为提升纳米能源材料及器件工程化应用提供了理论基础和技术支撑。
