电池顶刊

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Nature子刊：选择性锌离子插层，助力实用无负极锌电池！

用于可持续固定存储的水系锌金属电池的发展受到了两大挑战的阻碍：（1）通过抑制偶然的质子共插和溶解，在氧化物正极实现主要的锌离子（去）插层，以及（2）同时克服负极锌枝晶生长引发的寄生…

科研小搬砖
2023年10月5日
0061
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电池顶刊集锦：周豪慎、冯新亮、罗加严、孙世刚、余学斌、周江、胡仁宗等成果

1. Energy & Environmental Science ：大电流下的高可逆性：“绝招”背后的锌电沉积原理可充电的水系锌电池提供了一种低成本的技术，方便了清洁能…

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2023年10月5日
0067
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楼雄文教授，发表第83篇Angew.！

锂硫（Li-S）电池由于理论能量密度高，硫资源成本低，被认为是下一代储能系统最有前途的候选电池，但抑制多硫化物扩散和促进氧化还原动力学是Li-S电池面临的两大主要挑战。成果简介 …

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2023年10月5日
0046
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港理工张标AM：基于抗疲劳水凝胶电解质的全柔性锌离子电池

水凝胶电解质已被广泛用于锌金属电池，以用于可穿戴电子产品。尽管在优化化学结构和提高拉伸弹性方面进行了广泛的研究，但水凝胶在反复变形下的机械稳定性在很大程度上被忽视，这会导致其在大循…

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2023年10月5日
0042
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西工大郭瑞生AFM：采用自模板策略设计核壳结构氧化物助力耐用锌电池

氧化锰作为水系锌离子电池的明星正极材料，因其环保、出色的理论容量和高电压而得到大力发展。然而，三价锰的严重Jahn-Teller畸变对循环稳定性有不利的影响。图1 准1D@0D混…

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2023年10月5日
0023
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孟颖AEM：硬碳的预钠化使高性能全固态钠离子电池成为可能

全固态钠离子电池（AS3iBs）由于其适当的安全性和在广泛的温度范围内的稳定性，在固定式储能系统中备受追捧。硬碳（HC）具有成本低、低氧化还原电位和高容量的优势，是实现实用大规模钠…

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2023年10月5日
0041
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电池顶刊集锦：陈人杰、刘平、莫一非、熊礼龙、杜显锋、欧阳楚英、闫鹏飞、隋曼龄、黄永鑫等成果！

1. ACS Energy Lett.：压力对钠金属的沉积形态和稳定性至关重要钠金属是高能量密度和低成本的钠基电池的最有前景的负极选择之一。但是，目前关于Na 金属的化学机械效应…

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2023年10月5日
0030
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李宝华教授，最新AM！

锂金属阳极具有超高容量和极低的电化学电位，因此锂金属电池被认为是实现更高能量密度的最佳选择。然而，由于脆弱的固体电解质间相（SEI）的形成和缓慢的解溶动力学等问题，导致了锂金属电池…

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2023年10月5日
0033
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毛秉伟/田中群/崔屹Natrue子刊：DS-PERS原位解析Li负极上SEI的演化

成果简介固体电解质界面（SEI）对锂金属电池（LMBs）的可逆运行起着至关重要的作用。然而，对SEI形成和演化机制的基本认识仍然有限。基于此，厦门大学毛秉伟教授和田中群院士、斯…

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2023年10月5日
0048
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电池顶刊集锦：楼雄文、杨勇、麦立强、李宝华、陈立宝、李爽、闫鹏飞、赵焱、陈月皎、史建平等成果！

1. 楼雄文Angew：双金属MOF增强锂硫电池的氧化还原动力学和多硫化物捕获鉴于硫资源的高理论能量密度和低成本，锂硫（Li-S）电池被认为是下一代储能系统有前途的候选者。抑制多…

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2023年10月5日
00171

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