电池顶刊

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Nat. Commun.：贝叶斯深度学习对晶体结构进行稳健识别和探索性分析

识别给定材料的晶体结构对于理解和预测其物理特性很重要。由于其识别复杂模式的能力，神经网络（NN）可以推动材料科学数据分析的范式转变。在此，德国马克斯普朗克学会弗里茨哈伯研究所An…

科研小搬砖
2023年10月12日
0022
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张乃庆/张宇/范立双AM: 用于稳定锌金属负极的动态自适应界面涂层

锌（Zn）离子电池因其高安全性和环保性而备受关注。目前，枝晶的产生和表面死锌的积累等关键问题将导致电池寿命急剧下降。通过构建界面保护涂层可以在一定程度上抑制锌枝晶，然而现有的刚性涂…

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2023年10月12日
0023
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黄云辉/李真AEM: 固体转换型硫正极的衰减机制和长寿命锂硫电池设计策略

硫正极表面形成的正极电解液界面（CEI）在决定锂硫电池能否通过固相转化反应发挥作用方面起着至关重要的作用，可以有效地抑制多硫化物（LiPSs）的溶解。然而，目前对于锂硫电池CEI的…

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2023年10月12日
0047
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黄云辉/李真AEM: 固体转换型硫正极的衰减机制和长寿命锂硫电池设计策略

硫正极表面形成的正极电解液界面（CEI）在决定锂硫电池能否通过固相转化反应发挥作用方面起着至关重要的作用，可以有效地抑制多硫化物（LiPSs）的溶解。然而，目前对于锂硫电池CEI的…

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2023年10月12日
0031
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徐铜文/杨正金/李先锋AFM: 用于中性水系有机氧化还原液流电池的有机电解液

氧化还原活性有机分子是水系有机氧化还原液流电池（AORFB）的关键组成部分，因为它们的性质（包括但不限于溶解性、氧化还原电位和稳定性）与电池性能（容量、电压、能量密度、寿命等）直接…

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2023年10月12日
0033
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Nat. Commun.: 集成电解液和界面控制实现锂离子电池钴和镍选择性电沉积

分子选择性金属分离是锂离子电池电极可持续回收利用的关键。然而，具有接近还原电位的金属对选择性电沉积提出了根本性的挑战，尤其是对于钴和镍等关键元素。在此，美国伊利诺伊大学香槟分校X…

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2023年10月12日
0011
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Nat. Commun.: 用于耐用锂离子电池的过渡金属掺杂富镍层状正极材料

掺杂是众所周知的提高层状正极材料电化学储能性能的有效策略。目前已经报道了许多关于各种掺杂剂的研究，然而掺杂剂及其对正极稳定性的影响之间的一般关系尚未确定。在此，美国德克萨斯大学奥…

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2023年10月12日
0023
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江南大学付少海/贾浩EnSM：功能化氮化硼中间层实现稳定均匀的Zn沉积

目前锌（Zn）负极在水系锌离子电池（AZIBs）中的应用面临着几个挑战，如锌枝晶生长、析氢反应和副产物生成。由有害枝晶引起的问题都与锌负极中电子和离子的界面传输行为密切相关。在此…

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2023年10月12日
0013
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阿贡实验室AEM：层状过渡金属氧化物作为Ca插层正极的第一性原理评估

与镁离子电池相比，钙离子电池具有更高的电压和更高的理论能量密度。寻找高压钙正极材料是释放高能量密度钙离子电池全部潜力的关键一步，而Ca插层正极设计指南的缺乏阻碍了利用Ca作为工作阳…

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2023年10月12日
0028
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密歇根大学安娜堡分校AEM：固体电解质涂覆石墨实现锂电的4C快充

实现锂离子电池的快速充电（≥4C）是加速电动汽车普及的重要挑战。然而，为了最大化电池的能量密度，推动了越来越厚的电极的使用，这反而阻碍了倍率性能的提升。在此，美国密歇根大学安娜堡…

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2023年10月12日
0028

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