电池顶刊

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周豪慎教授Angew：电解液加点MOF，实现固固转化锂硫全电池！

研究背景锂硫（Li-S）电池自研究以来，研究者们就达成共识，即环八硫（cyclo-S8）正极在醚类电解液中会经历逐步溶解-沉积的过程。广泛的研究集中于从导电基体（石墨烯、碳纳米管…

科研小搬砖
2023年10月29日
0029
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ACS Energy Lett.: 阳离子溶剂化对水性多价离子电池聚酰亚胺负极电荷存储性能的影响

在用于水性单价和多价离子电池的有机电极中，聚酰亚胺（PI）被认为是一种很有前景的候选材料，因为它在不同的电解质溶液中都具有高容量和良好的循环性能。目前大多数研究都集中在聚酰亚胺负…

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2023年10月29日
0018
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牛津大学Nat. Commun.: 通过操作拉曼显微光谱表征锂离子电解质

自 1990 年代初期锂离子电池 (LIB) 的商业开发以来，它们已被用于当今社会所依赖的许多应用中。近年来，对锂金属电池 (LMB) 等“超越锂离子”技术的研究也大受欢迎，随着政…

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2023年10月29日
0021
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崔屹JACS：电位法测量溶剂化能及其与锂电池循环性能的关系

电解液在锂离子电池中起着至关重要的作用，因为它几乎影响着电池性能的方方面面。然而，人们对电解液的认识，尤其是对Li+的溶剂化作用的认识还远远滞后于它的意义。斯坦福大学崔屹等人介绍了…

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2023年10月29日
0031
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Nano Energy：单溶剂电解液实现高压锂离子电池长期稳定循环

锂离子电池的常规电解液由六氟磷酸锂（LiPF6）、碳酸乙烯酯（EC）和碳酸甲乙酯（EMC）等有机碳酸酯组成，由于其低氧化稳定性，只能提供4.2 V的上限工作电压，因此，严重阻碍了高…

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2023年10月29日
0025
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Nano Energy：通过丙烯腈电聚合调节锂金属电池中锂沉积

众所周知，在液态电解液中的锂沉积总是伴随着阴离子和溶剂的化学和电化学分解。分解产物瞬间钝化锂表面，形成具有显著体积膨胀的多孔结构（即苔藓状锂）。这些连续的寄生反应还导致锂金属负极的…

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2023年10月29日
007
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ACS Energy Lett.：无机涂层能否用作水系超浓电解液的稳定SEI？

为水系锂离子电池开发稳定的共形固体电解质界面（SEI）一直是人们期待已久的梦想，以支持无毒环保储能技术的发展。为实现这一目标，最近引入了水系超浓电解液，因为其独特的溶剂化结构允许在…

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2023年10月29日
0026
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Angew：用于高稳定性锂负极的酞菁钴衍生分子隔离层

锂沉积过程中阴离子的不均匀消耗引发空间电荷效应，产生锂树枝晶，严重阻碍了锂金属电池的实际应用。加拿大国家科学研究所Shuhui Sun等人报道了一种具有平面分子结构的酞菁钴电解液…

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2023年10月29日
0032
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北理&中大Nano Energy：全固态钠金属电池Na/Na3Zr2Si2PO12界面的均匀Na+迁移动力学

金属钠/固态电解质（尤其是氧化物基电解质）界面的不稳定性和高电阻仍然是全固态钠电池面临的挑战。北京理工大学Chengzhi Wang、中山大学Yejing Dai等人提出了一种晶…

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2023年10月29日
0029
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ACS Energy Lett.：用于非腐蚀性电解液中镁金属负极的铋基保护层

与锂电池相比，可充镁（Mg）金属电池在容量和自然丰度方面具有潜在优势（相当于低成本和可持续性）。然而，在众多传统的镁电解液中，镁金属负极存在表面钝化行为，这导致不可逆的镁沉积/剥离…

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2023年10月29日
0020

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