电池顶刊

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继校史首篇Science和Nature Energy后，他同日再发Nature正刊、Science子刊！

2023年4月5日，浙江工业大学陶新永教授团队同日在Nature和Sci. Adv.上分别以“A LaCl3-based lithium superionic conductor …

科研小搬砖
2023年10月8日
00138
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吴明铂/胡涵AFM：3D打印碳助力MnO2实现创纪录的高比容量！

为促进锌离子电池（ZIBs）的实际应用，协调二氧化锰电极的高质量负载和重量性能是至关重要的。图1. 材料表征中国石油大学(华东)吴明铂、胡涵等展示了3D打印碳微晶格（3DP C…

科研小搬砖
2023年10月8日
0050
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ACS Energy Letters：100%纯硅片负极助力全固态电池室温下的高面容量

硅是一种有吸引力的全固态电池（ASSB）负极材料，因为它具有高能量密度，而且比锂金属更安全。传统的硅粉复合电极有明显的内部空隙和有害的界面，抑制了锂的传输和寿命。图1. ASSB…

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2023年10月8日
0045
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EnSM：导电支架引导SEI形成赋予30C倍率900次循环！

锂(Li)金属负极的实际应用由于在剥离/沉积过程中锂枝晶的固有不可控增长而受到阻碍。探讨均匀Li沉积和稳健固体电解质界面（SEI）的调控具有重要意义。图1. 材料制备及表征浙江…

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2023年10月8日
0032
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他，第26篇Angew.！

电解质环境，包括阳离子、阴离子和溶剂，对于电池阴极的性能发挥至关重要。大多数工作集中在阳离子与阴极材料之间的相互作用，相比之下，对阴离子与阴极之间的相关性缺乏深入的研究。成果简介…

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2023年10月8日
0025
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牛志强/刘丽丽AFM：耐-70℃的抗冻水凝胶电解质！

水系锌离子电池（ZIBs）由于其高安全性、生态友好性和低成本，被认为是有前途的柔性储能设备的候选者。然而，传统的柔性水系ZIBs在弯曲和零下温度状态下会出现严重的容量损失。图1.…

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2023年10月8日
0034
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MIT李巨教授AM：超薄硅化锂夹层稳定固态锂金属电池

采用锂金属（LiBCC）负极和固态电解质（SE）的全固态电池正在积极开发中。然而，由于电化学和机械不稳定，不稳定的SE/LiBCC界面阻碍了它们的运行。图1. ASSB中Li3.…

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2023年10月8日
0056
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宋英泽/周光敏/王东AM：同时促进硫和锂物种的演化实现实用的锂硫电池

锂硫（Li-S）电池被认为是实现500Wh kg-1能量密度最有希望的候选者之一。然而，穿梭效应、缓慢的硫转化动力学和锂枝晶生长的挑战严重阻碍了其实际应用。图1. 基于VC的隔膜…

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2023年10月8日
0040
电池顶刊

电池顶刊集锦：李巨、何向明、索鎏敏、牛志强、周光敏、段辉高、潘安强、王成亮、宋英泽等成果！

1. 何向明/徐宏AM：亲水性MOF使富镍锂电池在高H2O/HF含量下稳定循环微量的原生杂质，如水和氢氟酸（HF），会严重降低锂电池的稳定和长期循环。因此，在整个锂电池的生产过程…

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2023年10月8日
0021
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魏飞/张晨曦AFM：单壁碳纳米管薄膜作为硅负极的高效导电网络

硅基负极因其高容量而被认为是下一代锂离子电池的理想候选材料。但循环过程中导电性低、体积变化大，不可避免地导致循环稳定性较差。在此，清华大学魏飞教授、张晨曦教授等人利用单壁碳纳米管…

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2023年10月8日
0024

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