电池顶刊

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橡树岭国家实验室EES：阴离子氧化还原诱导富镍正极的异常结构转变

富镍正极已成为为下一代电动汽车提供动力的最有希望的候选材料之一。然而，当充电到高电压时，它们的容量保持率通常很差，而且这种退化的根源仍然难以捉摸。图1. 锂离子电池高通量原位中子…

科研小搬砖
2023年10月14日
005
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JACS：“锌”策略！牺牲溶剂化鞘改变溶剂化结构助力水系锌离子电池实用化

研究背景水系锌离子电池（ZIBs）由于其低成本、高离子电导率、高安全性、高环境友好性等特点显示出了作为大型储能设备的巨大应用潜力，近年来得到了广泛的研究。金属锌作为阳极电极，具有…

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2023年10月14日
0061
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Nature：你以为你吸入的全是空气？或许还有它……

微塑料，现在被认为是大气中广泛存在的污染物，由于它们体积小、密度低，它们可以随风在地球周围传播。大气气溶胶，如矿物粉尘和其他类型的空气悬浮微粒物质，通过吸收和散射辐射(直接辐射效应…

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2023年10月14日
0012
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继6篇Science和1篇Nature之后，今年的Nature如约而至……

在钙钛矿太阳能电池中，钙钛矿与电荷传输层之间的界面含有高浓度缺陷(约为钙钛矿层内部缺陷的100倍)，尤其是深层缺陷，大大降低了器件的功率转换效率。最近，减少这些界面缺陷的努力主要…

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2023年10月14日
0019
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中科大梁海伟/林岳&北航水江澜Science，燃料电池催化剂突破！

对于催化应用，定义明确的金属间纳米颗粒（i-NPs）的表面和近表面原子排列提供了几何和电子特性，可以增强活性、选择性和稳定性。i-NPs的常规结构还确保了活性位点的均匀性，这有助于…

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2023年10月14日
0025
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MOF鼻祖Yaghi又发Science！

最近发现多孔金属有机框架可以提取沙漠中大气中的水来产生饮用水，这提出了这样一个问题，即此类MOF如何从干旱的空气中“提取”水并轻松释放水，特别是在分子层面？事实上，MOF和合成晶…

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2023年10月14日
0077
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港中大卢怡君EES：创纪录的高面积容量！可循环1000小时的氧化还原液流电池

与全液体氧化还原液流电池（RFBs）相比，混合RFB可以提供更高的能量密度。然而，混合RFB的负极通常利用金属沉积反应（例如锌金属），其具有严重的枝晶生长和较差的长期稳定性，尤其是…

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2023年10月14日
0029
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崔屹JACS：全固态锂硫电池性能大幅提升！

在电化学循环中可进行可逆氧化/还原的氧化还原介质（RMs）在许多电化学储能系统中发挥了重要作用。在锂离子电池领域，RMs以略高于充满电电压的氧化电位诱导可逆氧化/还原，以释放额外电…

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2023年10月14日
0055
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崔光磊/赵井文/周新红Angew.：共晶结晶制备超高锌离子导电的固态电解质

固态锌 (Zn) 电池为对体积、安全性和成本敏感的新兴应用提供了新的理想候选者。然而，当前的固体聚合物或陶瓷电解质结构对二价Zn2+的导电性仍然很差，尤其是在室温下。构建允许Zn2…

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2023年10月14日
0010
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AEM：全固态氟离子电池高容量Cu2O正极的可逆和快速（脱）氟化

全固态氟离子电池（FIBs）被认为是很有前景的储能设备；然而，目前提出的正极在高能量密度和高倍率能力方面未能满足实际应用的要求。在此，京都大学Kentaro Yamamoto等人…

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2023年10月14日
0015

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