电池顶刊

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崔屹教授，最新JACS！

成果简介在>95%的库仑效率下，锂金属负极(LMA)的大部分容量损失是通过固体电解质界面(SEI)的形成和生长造成的。然而，这种情况发生的机制尚不清楚。一个直接影响SEI的…

科研小搬砖
2023年10月5日
0013
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那兆霖/张新波AFM：纳秒脉冲激光辅助沉积法构建三维准梯度亲锂骨架

锂枝晶的持续增长和锂的体积变形严重阻碍了锂金属负极（LMAs）的商业应用。为调节锂的剥离/沉积，电沉积或磁控溅射被广泛用于制造亲锂金属沉积的三维锂宿主。然而，亲锂金属和宿主之间的结…

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2023年10月5日
0014
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武汉大学钱江锋EnSM：化学锂化法使普鲁士蓝成为锂离子电池的富锂正极材料

普鲁士蓝类似物（PB）由于其两个电子的储存能力和相当大的成本优势，特别是在钠离子和钾离子电池中，已经引起了强烈的关注。然而，当涉及到锂离子电池时，情况就大不相同了，因为含锂的Li4…

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2023年10月5日
0047
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孙世刚/黄令/王崇太，最新Nature子刊！

为了防止副反应发生并保持锂金属负极的界面稳定性，必须在锂金属和电解质之间形成稳定的固体电解质界面（SEI）。近年来，提高锂金属负极界面稳定性的有效策略主要集中在电解质设计方面。其中…

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2023年10月5日
0021
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南开焦丽芳团队AFM：具有梯度亲钠性的3D Sb基超稳定金属钠负极复合材料框架

钠(Na)枝晶作为引发安全问题的罪魁祸首，已经制约了钠金属电池的实际应用。其根本原因是由于Na金属负极的高活性，可不断诱导界面副反应和Na枝晶生长，导致容量迅速劣化，库仑效率低，甚…

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2023年10月5日
0028
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赵金保/杨阳/李成超AEM：分子结构设计实现的高利用率和环境可持续的全有机水系锌离子电池

尽管具有安全性和成本效益的优点，但水系锌有机电池的循环耐久性受到正极溶解和锌金属负极低库仑效率的阻碍。在此，厦门大学赵金保教授、杨阳副教授&广东工业大学李成超教授团队提出…

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2023年10月5日
0012
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何向明/王莉/陈宗海Nano Energy：通过探测固态锂化演化合理合成高性能富镍层状氧化物正极

采用富镍层状氧化物正极的锂离子电池由于具有较高的实用能量密度而受到人们的关注。对这些材料的固相合成的反应路径和结构演变的基本理解，对于它们的合理设计和大规模生产的工艺开发至关重要。…

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2023年10月5日
0039
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Nature：绘制高倍率电池应用期间的内部温度图

电动汽车需要较高的充电和放电率，从而也产生了潜在危险的温升。在制造过程后，锂离子电池是密闭的，这使得内部温度探测极具挑战性。利用X射线衍射X-ray diffraction，XRD…

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2023年10月5日
0017
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新发现！莫一飞教授团队Nature子刊：从原子层级理解锂在固态界面处的结晶原理

研究背景利用固态电解质（SE）解决目前困扰金属阳极的问题是一个很有前途的方向，其中固态锂金属电池引起了人们的极大兴趣。与SEs配对的锂阳极的电化学沉积行为与液态电解质配对的电化学…

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2023年10月5日
0062
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周江教授AM：通过低氢亲和力和强键合实现长寿命电解Zn//MnO2电池的高质子抗性Zn-Pb负极

高能电解Zn//MnO2电池显示出电网规模储能的潜力，但酸性电解质引起的严重析氢腐蚀(HEC)会导致耐久性下降。在此，中南大学周江教授团队通过简单的置换反应在Zn负极上构建了高度…

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2023年10月5日
0060

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