镍铁（Ni-Fe）电池具有高安全性和低成本，因此有望用于大规模储能。但是，它们的功率密度和循环效率仍然受到铁负极动力学不良的限制。加利福尼亚大学圣地亚哥分校Zheng Chen课题组报道了一种基于活性Fe纳米粒子的高性能Fe负极，该纳米粒子具有共形涂覆的碳壳，是使用可扩展工艺从低成本前体合成的，这种核壳结构的C-Fe负极具有很高的电化学活性和稳定性。
本文要点：
1）提出一种有效且可扩展的方法，通过结合气溶胶辅助喷雾热解和固态转化，并以Fe(CO)5和蔗糖为前体来合成保形碳包覆的Fe纳米粒子（Fe-C）。独特的是研究者利用工业实践大规模地生产羰基铁颗粒。
2）在这种工艺中，Fe(CO)5在环境压力下，于250-300°C的温度下直接热解生成Fe颗粒。研究者使用气溶胶辅助热解法，原位形成保护性碳涂层的Fe纳米颗粒，而金属Fe不会被氧化。
3）在1 A g–1的电流密度下，比容量高为208 mAh g–1，在4 A g–1下2000次循环后仍保持93％的容量。与镍正极结合的这种全电池可以在0.81 kW kg-1的功率密度下提供101.0 Wh kg-1的高能量密度，在8.2 kW kg-1的功率密度下提供51.6 Wh kg-1，在镍铁电池中表现出最好的能量和功率性能。
Xu Wu, et al. Stabilizing Metallic Iron Nanoparticles by Conformal Graphitic Carbon Coating for High-Rate Anode in Ni–Fe Batteries, Nano Letters, 2020.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b04867
