新型电极材料对于设计具有高能量、高功率密度的新型锂离子电池至关重要。对于负极材料，过渡金属氧化物(TMO_S、M_xO_y（M为Fe、Co、Ni、Mn、V、Cu、Zn、Cr、Mo、Nb等）)由于具有高比容量、更高的安全性、低成本和低毒性以及广泛的可获得性等优点，从而引起了人们的极大的关注。对于氧化铁而言，α-Fe₂O₃的理论容量为1007mAh g^-1，Fe₃O₄的理论容量为928 mAh g^-1。然而，氧化铁的锂化合成了由铁金属和Li₂O组成的复合材料，由于其具有较强的Li-O键和较差的电子传导性，导致转化反应的可逆性变差。同时，电极/电解质界面上电解质的分解和固体电解质界面(Sei)膜的形成会消耗额外的锂。而且初始库仑效率(ICE)通常低于80%，这进一步导致循环稳定性较差。因此，显著提高ICE是氧化铁负极材料实用化的前提。

有鉴于此，浙江大学刘永锋教授报道了一种独特的3D鹿角珊瑚状骨架型富Fe(II)多孔LiFeO₂LiFeO_2−x，其直径为100 nm，通过Fe₂O₃和LiH在550 °C下反应而成。LiH用于Fe₂O₃的预硫化。同时，LiH本身也是一种强还原剂，可以还原Fe(III)。LiH加热时分解为氢气，有利于多孔结构的生成和Fe(III)的还原。在一步反应过程中，同时发生了包括纳米结构、孔隙生成和Fe(III)部分还原为Fe(II)。

文章要点

1）Fe(Ⅱ)的存在增加了LiFeO₂的晶格参数，诱导了晶格中的氧空位。从而显著提高了电子导电性，增强了表面电化学反应活性，使LiFeO_2-x在锂化/脱锂过程中发生了快速的转化反应。

2）研究结果表明，三维多孔富Fe(II)LiFeO_2−x负极具有优异的电化学性能，当用作负极材料时，富含Fe(II)的LiFeO_2−x可提供目前已知的最高ICE值（90.2%），放电比容量为1170 mAh g^-1。稳定的循环性能(100循环后，比容量保持在为853 mAh g^-1)，高倍率性能（在放电/充电电流密度为2000 mA g^-1的情况下，仍具有556 mAh g^-1的比容量)。

Yaxiong Yang, et al, Higher Than 90% Initial Coulombic Efficiency with

Staghorn-Coral-Like 3D Porous LiFeO2−x as Anode Materials for Li-Ion Batteries, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.201908285

https://doi.org/10.1002/adma.201908285