电池顶刊

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莫一非Nature子刊：分子动力学模拟揭示锂在固态界面结晶的原子路径

了解金属负极的电化学沉积对高能充电电池至关重要，其中固态锂金属电池引起了广泛的兴趣。一个长期悬而未决的问题是电化学沉积的锂离子如何在与固态电解质（SE）的界面上结晶成金属锂。图1…

科研小搬砖
2023年10月5日
0055
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ACS Energy Letters：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如何影响金属电池的理解有限。图1 外加外部压力对Na电沉积的影响爱荷华州立大…

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2023年10月5日
0018
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熊礼龙/杜显锋EnSM：空间限制生长策略实现超高面容量可充铝电池

提高电极的面负载是提高器件能量密度和促进铝电池商业化的前提。然而，大面积负载将不可避免地增加单位面积的铝沉积量，这会加剧枝晶生长，严重影响器件的安全性和稳定性。图1 传统铝负极的…

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2023年10月5日
0030
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欧阳楚英/许审镇/戴付志AFM：揭示硅负极（去）锂化过程中相变和结构演化的原子级机制

揭示充电/放电过程中的反应路径和结构演变，对于开发和定制高容量电池的硅负极至关重要。然而，由于电化学循环中涉及到晶体（c-）和非晶体（a-）相之间的复杂相变，仍然缺乏对机械的理解。…

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2023年10月5日
0056
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支春义教授，重磅EES！

成果简介高可逆性Zn-空气电池（ZABs）在近中性水溶液中可抑制Zn枝晶和碳酸盐的形成，但基于过氧化锌（ZnO2）化学的近中性ZABs（记为NNZABs）由于空气循环要求和Swa…

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2023年10月5日
0021
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李宝华/王贤树AM：定制三齿配位溶剂化鞘，实现高稳定锂金属电池

通过溶剂分子设计来优化电解液已被认为是稳定锂金属电池的一种有效方法。然而，Li+与溶剂分子的配位模式很少被考虑。图1 电解液设计清华大学深圳国际研究生李宝华、昆明理工大学王贤树…

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2023年10月5日
0025
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陈月皎/陈立宝AFM：高性能锌电池24μm超薄复合锌负极

锌金属负极会出现不可控的枝晶和寄生反应，这往往需要大厚度的锌箔，从而导致容量过剩，利用率极低。图1 材料制备及表征中南大学陈月皎、陈立宝等开发了一种超薄的Zn复合负极（24 μ…

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2023年10月5日
0032
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武汉大学史建平AM：硅藻土模板合成单原子钴掺杂MoS2/碳，实现高性能储钠

二维（2D）过渡金属二氯化物（TMDCs）和单原子催化剂（SACs）因其层状结构和最大的原子利用效率而成为有前途的能源转换/储存电极。然而，这种两类材料的结合以及相关的钠存储应用仍…

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2023年10月5日
0010
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赵乃勤/陈彪EnSM：具有良好双向反应动力学的高可逆钠离子电池

界面掺杂工程被认为是改善钠离子电池（SIBs）中二维异质结构反应动力学的一种有前景的策略。人们对原始异质结构在放电过程中的反应动力学的增强机制给予了很大的关注，但对放电产物在充电过…

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2023年10月5日
0046
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乔治亚理工AFM：控制溶剂化和SEI的形成增强-40℃下锂界面动力学

由于传输限制以及电极界面上迟缓的Li+动力学，锂基电池在低温（<0℃）下的运行是具有挑战性的。在低温下通过固体电解质间相（SEI）的脱溶剂化、电荷转移和传输之间的复杂关系尚未…

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2023年10月5日
0022

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