具有许多法拉第反应位点的铁基电池型负极材料比碳基双层型材料具有更高的容量，可用于开发高能量密度的水系超级电容器。然而，作为不可克服的瓶颈，非活性转变导致的严重容量衰减和较差的循环性能阻碍了它们在非对称超级电容器（ASC）中的商业应用。

在此，中国海洋大学Wei Liu，Yongcheng Jin在“氧泵”机制的驱动下，开发出富含氧空位的Fe@Fe₃O₄(v)@Fe₃C@C纳米粒子，该纳米粒子由独特的“水果与石头”结构组成，并表现出增强的比容量和快速充电/放电能力。

文章要点

1）实验和理论结果表明，传统铁基负极的容量衰减在 Fe@Fe₃O₄ (v)@Fe₃C@C 负极中得到极大缓解，因为向非活性 γ-Fe₂O₃ 相的不可逆相变可以被由氧空位和 Fe-C 键的耦合，可提高循环稳定性（24,000 次循环后容量保持率为 93.5%）。

2）使用这种铁基阳极制造的 ASC 还具有非凡的耐用性，在 38,000 次循环后容量保持率为 96.4%，并且在功率密度为 981 W kg^-1 时具有 127.6 W h kg⁻¹ 的高能量密度。

参考文献

Hongguang Fan, et al, Inhabiting Inactive Transition by Coupling Function of Oxygen Vacancies and Fe-C Bonds Achieving Long Cycle Life of Iron-Based Anode, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202303360

https://doi.org/10.1002/adma.202303360