長期以來，鋰離子電池高密度儲能與其電極材料穩(wěn)定性是一對矛盾體。要實現(xiàn)高密度儲能，電極就很難在長期循環(huán)中保持完整和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。該項研究結(jié)合等離子體物理和化學(xué)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。這種新型的納米材料在微觀上同時實現(xiàn)了高密度儲能和結(jié)構(gòu)約束。電解液可以通過缺陷位置自由進入碳層內(nèi)部，與活性物質(zhì)氮化鐵發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。柔韌的碳殼不僅能夠緩解活性物質(zhì)儲放鋰過程中的體積漲縮、導(dǎo)致電極粉化失效問題，同時碳層優(yōu)良的本征導(dǎo)電性為界面電荷快速轉(zhuǎn)移提供有效路徑，從而實現(xiàn)了碳約束氮化鐵納米材料在鋰離子電池中長循環(huán)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(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。