近日，大連理工大學黃昊實驗室，針對鋰離子二次電池在循環過程中，活性物質嚴重體積膨脹，造成電極粉化失效的瓶頸問題，提出了碳約束氮化鐵納米核殼結構。利用新技術后，在500次循環實驗中，電池仍能維持工作容量，未發現明顯衰減。相關成果刊登于《納米能源》期刊。

該項研究結合等離子體物理和化學氮化工藝，制備了碳約束氮化鐵納米材料作為鋰離子電池負極，實現了鋰離子電池的高密度儲能與電極材料的穩定。同時，電解液可以通過缺陷位置自由進入碳層內部，與活性物質氮化鐵發生電化學反應。

柔韌的碳殼不僅能緩解活性物質儲放鋰過程中的體積漲縮、導致電極粉化失效問題，同時碳層優良的本征導電性為界面電荷快速轉移提供了有效路徑，從而實現了碳約束氮化鐵納米材料在鋰離子電池中長循環高密度充放電性能。研究成果為提升納米能源材料及器件工程化應用提供了理論基礎和技術支撐。