电池顶刊

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电池顶刊集锦：孙学良、支春义、杨金虎、李先峰、于乐、郑洋、潘军、范红金等成果！

1. Advanced Materials：精确定制锂离子传输通道实现超长循环无枝晶全固态锂金属电池全固态锂金属电池可以解决电池循环寿命和能量密度不足的关键挑战。长循环无枝晶全固…

2023年12月14日
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Linda F. Nazar教授EES：专为高压镁电池设计的弱离子配对电解质

高压可充电镁电池（RMB）因成本低、镁含量高而成为锂离子电池的潜在替代品。然而，后者与许多电解质的副反应严重阻碍了镁沉积/剥离的稳定性和动力学。在此，加拿大滑铁卢大学Linda …

2023年12月13日
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浙大蒋建中/燕大黄建宇AM：液态金属负极碳封装碱离子电池

镓基金属液体具有很高的理论容量，被认为是室温液态金属碱离子电池的一种有前途的负极材料。然而，由于液体金属的体积膨胀和不稳定的固体电解质界面，碱性离子电池液态金属负极的电化学性能，特…

2023年12月13日
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南开陈军/程方益/张望清EnSM：PEG 末端如何影响锂金属电池中聚合物电解质的电化学性能

基于聚环氧乙烷（PEO）或聚乙二醇（PEG）的锂电池电解质引起了人们的极大兴趣，但其室温离子电导率（σ）低、电化学稳定窗口（ESW）窄和锂离子迁移数（LTN）低等问题仍然阻碍着它们…

2023年12月13日
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于吉红院士/梅东海/张伟，最新JACS！

成果简介电动汽车的大量采用和有限金属资源的枯竭使得锂离子电池（LIBs）的回收势在必行，但目前的LiCoO2回收途径主要是火法和湿法，能量投入大、加工粗放，因此迫切需要替代的多功…

2023年12月13日
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中大符若文/刘绍鸿Carbon：银纳米颗粒修饰的 MXene 基聚合物刷实现高稳定锂金属电池

锂金属作为下一代储能设备有前途的负极材料。然而，锂金属负极的应用受到一些严重问题的阻碍：不可控枝晶生长和循环过程中无限体积膨胀。在此，中山大学符若文，刘绍鸿等人制备了一种高性能锂…

2023年12月12日
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中南陈立宝EES：绿色机械化学锂箔表面重构实现长寿命金属锂软包电池

锂枝晶生长的不可控性和高成本阻碍了锂金属电池（LMB）的商业应用。在此，中南大学陈立宝团队提出了一种基于气相二氧化硅与锂机械化学反应的低成本锂箔表面重构策略，以实现实用金属锂软包电…

2023年12月12日
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河北大学张宁ACS Nano：碘化物离子定向沉积锌金属负极用于稳定水系锌电池

水系可充锌电池具有安全性高、资源丰富、无毒环保等优点，在大规模储能领域中具有良好的应用前景。然而，传统金属锌负极以(101)织构为主，存在严重的枝晶生长、氢析出、腐蚀等问题，可逆性…

2023年12月12日
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亥姆霍兹研究所AM：采用局部浓缩离子液体电解质增强锂金属电池的电极/电解质界面

具有富镍正极的锂金属电池（LMB）是下一代高能量密度电池有希望的候选者，但缺乏保护性的电极/电解质界面（EEI）限制了它们的可循环性。在此，德国亥姆霍兹研究所Stefano Pa…

2023年12月12日
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深大杨金龙/清华深研院周光敏AM：可逆锂-二氧化碳电池双向催化剂的能带工程指导设计

Li-CO2电池在碳中和背景下引起了人们的极大兴趣，但其实用性受到了正极CO2氧化还原反应动力学缓慢的严重阻碍，带来了过高的过电位和低库仑效率等严峻的挑战。对于复杂的多电子转移过程…

2023年12月11日

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