通过低自旋铁（Fe）激活和NH4+共嵌入技术，柏林绿色阴极的容量和循环性能得到提升，适用于摇椅式铁离子电池

《Advanced Energy Materials》：Doubled Capacity and Cyclability of Berlin Green Cathodes with Low-Spin Fe Activation and NH4+ Co-Insertion for Rocking-Chair Fe-Ion Batteries

可充电Fe-ion电池阴极采用Fe2+/NH??共插入策略，显著提升容量至162 mAh/g（>1000次循环）和能量密度70.4 Wh/kg，容量保持率88%。

　　

摘要

具有显著成本和环境优势的可充电铁离子电池在大规模储能应用中具有巨大潜力。然而，目前仍缺乏具备优异容量和长期循环性能的竞争性正极材料。为克服这些限制，本文提出了一种独特的Fe²⁺/NH₄⁺共嵌入策略，该策略使柏林绿色（FeHCF）正极的可逆容量和循环寿命均得到了显著提升。Fe²⁺的嵌入导致FeHCF晶格收缩，改变了低自旋Fe^III的配体环境及活化能，从而提高了氧化还原转化深度；而NH₄⁺的共嵌入则通过利用Fe²⁺未占据的反应位点来提升正极容量。此外，NH₄⁺离子与FeHCF中的氮原子之间形成的氢键极大地增强了正极的循环稳定性。在这种双阳离子电解质中，正极的容量可达162 mAh g^?1（4 A g^?1），并且循环寿命（超过1000次循环）远长于单阳离子正极。组装成的全电池显示出高达70.4 Wh kg^?1的能量密度，并且在所有循环后容量保持率仍达到88%。这项工作为未来实际应用的铁离子电池系统提供了一种简单、可行且有效的途径，以实现高容量和长寿命的正极材料。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。