电池顶刊

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清华Nature Energy：创新！实现锂离子电池负极的连续预锂化！

预锂化可以提高锂离子电池（LIBs）的性能。迫切需要一种具有成本效益、高质量和高工业兼容性的预锂化策略。图1 预锂化电极的制备和表征清华大学伍晖、李晓雁等开发了一个辊对辊电沉积…

科研小搬砖
2023年10月5日
0047
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刘兆平/邱报/高静AFM：优化体相和表面结构获得长寿命和安全的锂离子电池

尽管富锂层状正极中的氧氧化还原可以使可用容量超过250 mAh g-1，但它也带来了长循环时容量的快速衰减和热滥用时的严重安全问题。图1 从原子尺寸看结构特征中科院宁波材料所刘…

科研小搬砖
2023年10月5日
0031
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AM：高负载Li-S电池在贫电解液条件下的性能和失效分析

增加硫的质量负载和尽量减少电解液的量仍然是发展高能量密度Li-S电池的主要挑战，这需要通过材料开发和机理分析的共同努力来解决。图1 材料表征耶鲁大学王海梁、Hongmin Wa…

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2023年10月5日
0021
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金钟/张伟/马连波ACS Nano：MB-VN电催化剂助力Li-S电池在宽温度内运行

在恶劣环境下，能正常工作的高性能锂-硫（Li-S）电池备受关注，但是低温下多硫化物转化反应动力学缓慢以及高温下多硫化物穿梭的问题仍有待解决。基于此，南京大学金钟教授、广东工业大学…

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2023年10月5日
0020
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史建平团队AM：SA Co-MoS2/C复合材料实现高性能钠的储存

二维（2D）过渡金属硫化合物（TMDCs）和单原子催化剂（SACs）由于其层状结构和最大的原子利用率，成为很有前景的能量转换/存储电极。然而，这两种类型材料的集成和相关的钠存储应用…

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2023年10月5日
0010
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IF＞110！支春义教授/纪秀磊教授，最新Nature Reviews Chemistry！

成果简介阴离子是电解质的重要组成部分，其作用长期以来一直被忽视。然而，自2010年代以来，可以看到阴离子化学在一系列储能装置中的研究有了相当大的增加，现在研究者们可以通过调制阴离…

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2023年10月5日
00115
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陈人杰/黄永鑫AEM：Co-MOF作为异质结构的优异应力缓冲结构

具有界面效应的异质结构在改善电极材料的电化学动力学方面表现出巨大的潜力。然而，异质结构的应用受到了复杂的合成参数和众多单一成分的阻碍。图1 NSM复合材料的合成路线示意图北京理…

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2023年10月5日
0031
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陈人杰团队Angew.：构建人工离子/电子传导相，稳定锌金属负极！

锌金属由于其高容量和低氧化还原电位，被认为是一种非常有前景的水系锌离子电池（AZIBs）的负极。不幸的是，枝晶生长和严重的副反应破坏了电极/电解质界面的稳定性，并最终降低了电化学性…

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2023年10月5日
0017
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闫鹏飞/隋曼龄AFM：层状正极的循环稳定性与表面息息相关

正极表面的高化学和机械稳定性是实现高性能可充电池的先决条件。表面切面是决定表面稳定性和循环性能的表面特性之一，而其潜在的机制仍然难以理解。图1 观察不同表面上的降解情况北京工业…

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2023年10月5日
0020
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刘平ACS Energy Letters：耐200℃的锂硫电池用聚合物正极！

固态锂电池特别适合在高温甚至是超高温（>100℃）下运行。然而，在这些条件下，氧化物正极材料与高导电性的硫化物基电解质是不稳定的，此外元素硫由于其绝缘性能而利用率低。图1 …

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2023年10月5日
0047

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