电池顶刊

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Joule：固态电池实用化必须考虑到应力的变化

与商用锂离子电池相比，固态电池（SSB）有望提高能量密度和安全性，近年来研究界日益增长的兴趣，使性能得以迅速提高。然而，全固态电池环境导致转换机制不同于具有液体电解质的传统电池，了…

科研小搬砖
2023年10月31日
0052
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眼见为实！王崇民等人Nature Nanotechnology：冷冻电镜揭示Si容量损失原因

SEI是在电极表面形成的一层界面，是电池中电化学反应的重要组成部分，对电池的稳定性起着至关重要的作用。活性材料，尤其是那些有极高能量密度的材料，如硅(Si)，常常不可避免地接受大量…

科研小搬砖
2023年10月31日
0030
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Nature子刊：为什么性能好？因为你从没见过的正极中间相

由于金属锌具有高容量，可以作为阳极并使用不可燃水溶液作为电解质，水系锌离子可充电电池在过去几年引起了广泛的关注。特别是，最近的研究表明，以V2O5和其他钒基氧化物作为正极材料，在水…

科研小搬砖
2023年10月31日
0026
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三单位联发Nature nanotechnol.: 冷冻电镜立功！揭示SEI向Si负极内部的逐渐生长导致容量衰减

固体电解质中间相（SEI）是在电极表面形成的一层界面，对于锂离子电池中的电化学反应和稳定性至关重要。活性材料，尤其是那些具有极高能量密度的材料，如硅 (Si)等，在离子嵌入和脱出时…

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2023年10月31日
0029
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AEM: 揭开纳米多孔β-Li3PS4固体电解质“不为人知”的一面

随着离子电导率可与液体电解质相媲美的硫化物固体电解质的发现，固态电池重新引起了人们的兴趣。其中，经溶剂介导合成的亚稳态β-Li3PS4多晶型物质具有较高的室温离子电导率 (≈0.1…

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2023年10月31日
0033
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AEM: 揭示三氧化二锰作为水系锌金属电池正极的复杂插层机制

在具有温和水性电解质的锌/锰氧化物电池系列中，很少考虑具有方铁锰矿结构的立方α-Mn2O3，这是因为一般认为其缺少隧道和层状结构，不易存储Zn2+。然而近期研究表明，水系Zn/α-…

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2023年10月31日
0026
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EES: 超级综述！全固态电池普通原位与动态现场原位表征技术现状与展望

下一代储能系统将需要利用高能量密度负极和高压正极来实现所需的性能指标（更长的车辆续航里程、更长的使用寿命、生产成本、安全性），固态电池 (SSB) 是实现这些指标的有前途的技术。S…

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2023年10月31日
0043
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Adv. Sci.: 可充电海水电池同时储能和海水淡化的可行性和未来展望

可充电海水电池（SWB）是一种独特的储能系统，可以将海水直接转化为可再生能源。在SWB正负极之间放置一个脱盐室（海水电池脱盐，SWB-D）可以在给SWB充电的同时进行海水淡化。由…

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2023年10月31日
0020
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纳米所&卡大EnSM: 合理设计混合电解质用于实用的无负极锂金属电池

可充电锂电池由于其高能量密度是下一代有前景的候选储能设备，它们的电化学性能深受电解质组合物的影响。传统锂离子电池 (LIB) 中使用的碳酸盐基电解质对元素锂具有高度腐蚀性，基于甘…

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2023年10月31日
0013
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西工大马越EnSM: SnSb二元合金在受限纳米空间内诱导异质成核，实现无枝晶、高能量/功率密度的柔性钠金属电池

可充电钠（Na）金属电池（SMBs）提供了一种超越主流锂离子电池（LIBs）技术的高能量密度、低成本的替代储能技术。然而，其实际应用需要在器件水平上对钠负极的性能进行评估，并减轻安…

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2023年10月31日
0019

犹他州立大学李刚Angew：钴肟基金属自由基催化：合成环丙烯和噁唑的通用策略
2025年3月27日
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金属自由基催化（Metalloradical Catalysis, MRC），主要以金属卟啉配合物为代表，已成为调控自由基反应和拓展其合成应用的有前景的策略。

基于此，2025年3月26日，犹他州立大学李刚等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Cobaloxime-Based Metalloradical Catalysis: A Versatile Strategy for the Synthesis of Cyclopropenes and Oxazoles》的研究论文。

在此，作者通过金属自由基催化（MRC），开发了一种高效的催化方法，用于炔烃的自由基[2+1]环丙烷化和腈的自由基[3+2]噁唑烷环化反应，反应底物为α-芳基重氮乙酸酯。

钴肟（Cobaloxime）在温和条件下，对炔烃的金属自由基[2+1]环丙烷化和自由基[3+2]噁唑烷环加成反应表现出良好的催化效果。

这些反应展示了广泛的底物耐受性，能够实现克级转化以及药物化合物的合成。

该研究结果突显了钴肟催化环加成反应在有机合成中的巨大潜力，并拓展了金属自由基体系在催化领域的应用范围。

Cobaloxime-Based Metalloradical Catalysis: A Versatile Strategy for the Synthesis of Cyclopropenes and Oxazoles,Angew. Chem. Int. Ed.,2025.https://doi.org/10.1002/anie.202500667
中南民族大学Nature子刊：MgO纳米簇在C=N键有机氮化合物还原偶联合成中的意外活性
2025年3月27日
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硝基化合物与醇的还原偶联是一种用于构建有机氮化合物中C=N键的可持续方法，但由于醇中α-Csp³-H键的惰性以及C=N键对加氢的敏感性，这一过程面临挑战。

基于此，2025年3月26日，中南民族大学张泽会、孙杰、中国科学院大连化学物理研究所慕仁涛等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Unexpected activity of MgO nanoclusters for the reductive-coupling synthesis of organonitrogen chemicals with C = N bonds》的研究论文。

在此，作者报道了超细碱土金属氧化物MgO纳米簇（尺寸为0.9±0.3 nm）表现出的惊人催化活性，其能够高效活化α-Csp³-H键，促进转移加氢反应，以高至优异的产率（86-99%）合成含有C=N键的高附加值化学品。

对照实验和表征结果表明，MgO中的氧空位（Ov）和局部Mg环境（Mg-O键）在底物吸附和活化过程中起着关键作用，通过底物的负电荷氧原子与MgO纳米簇中Ov位点之间的电子相互作用实现。

理论计算进一步证实，氧空位显著降低了乙醇中α-Csp³-H向硝基苯中硝基转移氢原子的能垒（29.3 kcal/mol对比52.9 kcal/mol），而这一过程是还原偶联反应中具有最高能垒的速率决定步骤。

作者的方法不仅为合成含有C=N键的有机氮化合物提供了一种高效且可持续的途径，还激发了对主族元素催化剂的探索，使其成为过渡金属和贵金属催化剂在有机转化中的替代品。

Yuan, Z., Han, B., Liu, B. et al. Unexpected activity of MgO nanoclusters for the reductive-coupling synthesis of organonitrogen chemicals with C = N bonds. Nat Commun 16, 2963 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58222-6
广东工业大学李成超、叶明晖AM：基于氨基酸类似物的界面吸附层，可实现长寿命水性锌碘电池的双重稳定性
2025年3月27日
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水系锌碘（Zn–I₂）电池因低成本和高安全性，被认为是大规模储能的有前途的候选者。

然而，它们的商业应用受到锌腐蚀和碘电极多碘穿梭的阻碍。

基于此，2025年3月26日，广东工业大学李成超、叶明晖等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Interfacial Adsorption Layers Based on Amino Acid Analogues to Enable Dual Stabilization toward Long-Life Aqueous Zinc Iodine Batteries》的研究综述。

在此，通过使用电解质添加剂的策略，构建了基于N,N-二羟乙基甘氨酸（BHEG）的界面吸附层，以稳定锌负极并减轻多碘穿梭。

BHEG中的三级胺（N(CH₂)₃）和羧基（─COO⁻）基团可逆地捕获H⁺，并动态中和OH⁻离子，有效缓冲了锌金属负极的界面pH，抑制了析氢反应。

此外，BHEG吸附层能排斥锌界面处39.3%的H₂O分子，形成“缺水”的内赫尔姆霍兹平面，防止锌腐蚀。重要的是，BHEG中的N(CH₂)₃基团还能抑制碘电极处的多碘穿梭，对I⁻、I₂和I₃⁻的吸附能分别为-0.88、-0.41和-0.39 eV。

得益于这些优势，锌碘电池在高碘电极质量负载（≈21.5 mg cm⁻²）下，可实现2.99 mAh cm⁻²的高面积容量和2000次循环的长循环寿命。

Interfacial Adsorption Layers Based on Amino Acid Analogues to Enable Dual Stabilization toward Long-Life Aqueous Zinc Iodine Batteries,Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202420221
中国科学院大连化学物理研究所刘中民、魏迎旭、叶茂JACS：甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，简称MTO）：理解并调控动态复杂催化
2025年3月27日
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甲醇转化为烃类的研究与开发已有40多年的历史。

过去的四十年见证了甲醇制烯烃（MTO）的基础研究和工业流程开发的相互促进以及连续突破，表明MTO是一个极具动态性、复杂的催化体系。

基于此，2025年3月26日，中国科学院大连化学物理研究所刘中民、魏迎旭、叶茂等人在国际知名期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Methanol to Olefins (MTO): Understanding and Regulating Dynamic Complex Catalysis》的研究论文

本综述总结了中国科学院大连化学物理研究所在动态、复杂的MTO反应体系的反应机理和流程工程的持续研究中的努力和成就。

它阐明了关于MTO反应动态演变的本质以及扩散、反应和催化剂（积炭修饰）之间相互作用机制的基本化学问题，这些对于技术开发和流程优化至关重要。

通过整合MTO的化学原理、反应-扩散模型以及积炭形成动力学，实现了基于机理和模型的工业流程调控。

对化学和工程的深入理解促进了MTO催化剂和流程的持续优化和升级。

Methanol to Olefins (MTO): Understanding and Regulating Dynamic Complex Catalysis,J. Am. Chem. Soc.,2025.https://doi.org/10.1021/jacs.4c12145
韩国高丽大学AEM：用于锂电池的磷基阻燃电解液
2025年3月27日
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对高性能储能系统的需求不断增加，促使人们高度关注锂离子电池（LIBs）电解液的开发，因为它们具有高能量密度和循环稳定性。

有机电解液由于其高离子导电性和宽电化学稳定性，在提升电池性能方面发挥着关键作用。

然而，它们的易燃性和挥发性带来了严重的安全风险，包括热失控和火灾隐患。

基于此，2025年3月26日，韩国高丽大学Seung-Ho Yu等人在国际知名期刊Advanced Energy Materials发表题为《Phosphorus-Based Flame-Retardant Electrolytes for Lithium Batteries》的研究论文。

为了解决这些问题，对阻燃电解液的研究正在推进，特别是基于氟（F）和磷（P）的化合物。

基于氟的阻燃剂通过自由基清除机制中断火焰传播，但需要高浓度才能有效，这导致成本增加并对电解液性能产生不利影响。

相比之下，基于磷的阻燃剂具有独特的优势，包括低毒性、减少烟雾产生以及高热稳定性和化学稳定性。

这些特性使得基于磷的添加剂在较低浓度下就能发挥作用，从而最小化其对成本和电解液性能的影响。

本综述强调了基于磷的阻燃添加剂的多样化结构，探讨了它们的特性、机制以及对电池性能的影响，同时提出了未来发展方向，以开发下一代材料，提高LIBs的安全性和稳定性，为防火、高性能储能解决方案铺平道路。

Phosphorus-Based Flame-Retardant Electrolytes for Lithium Batteries，Adv. Energy Mater.，2025. https://doi.org/10.1002/aenm.202500587