负极材料是锂离子电池的重要组成部分，目前商业化的石墨材料存在的理论容量偏低问题(372 mAh/g)，严重制约了高能量密度动力电池的发展。因此，开发新的具有高充放电容量、安全经济的负极材料, 是目前电池材料研究领域的重点之一。

Fe₂O₃作为锂电负极材料，具有理论容量高(～1000 mAh/g)、成本低、环境相容性好等优点，因而受到广泛关注。然而，Fe₂O₃本身的导电性差，充放电过程中体积变化大，容易粉化，严重损害了其电化学性能。秦晓英研究员领导的研究组, 利用真空炭化金属-有机络合物的技术, 制备出核壳结构的γ-Fe₂O₃@C纳米颗粒及其与多壁碳纳米管(MWNT)的复合材料，并详细研究了其电化学性能和电极活化过程。在100 mA/g的电流密度下，经过60次循环后，γ-Fe₂O₃@C/MWNT电极的容量稳定在1139 mAh/g，高于Fe₂O₃材料的理论容量。研究还发现，在不同的电流密度下，容量均呈现缓慢增加的趋势，对应着电极的缓慢活化过程。通过对不同阶段电极的循环伏安测试和微结构表征，发现γ-Fe₂O₃颗粒在循环过程中逐渐变成多孔囊泡状结构，形成大量含缺陷的界面，通过界面储锂的方式提高了容量，同时多孔结构也促进了Li⁺的快速传输；另一方面，表面的碳壳层有效地保护了Fe₂O₃颗粒，抑制了其粉化，维持了电极结构的稳定性。此工作为新型负极材料的结构设计提供了重要参考。

图1 (a) γ-Fe₂O₃@C/MWNT电极的循环性能及微结构演化示意图；(b) γ-Fe₂O₃@C/MWNT电极在不同循环次数后的CV曲线。