电池顶刊

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颜宁院士，2024年最新PNAS！

研究背景随着对生物膜电生理学的深入研究，科学家对电压门控钠（Nav）通道的结构和功能关系产生了广泛的兴趣。Nav通道在调节神经元和肌肉细胞的膜兴奋性中起着关键作用，对于产生和传导…

科研小搬砖
2024年2月28日
0050
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乔世璋JACS：稳定多相转换实现超低温有机钠电池

有机电池具有天然丰富、低成本的电极材料，与灵活的分子结构和表面控制反应相关的快速动力学等优势。然而，由于电极的动力学性能较差，在超低温条件下运行充电电池是一个重大的实际问题。在此…

科研小搬砖
2024年2月27日
0037
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中大/东莞理工Nat. Commun.：弱溶剂化电解质用于可充电水系锌离子电池

水溶剂化引起的结构坍塌和副反应是制约锌离子电池实际应用的主要因素。[Zn(H2O)6]2+溶剂化结构中Zn2+与H2O之间的强配位键，导致Zn2+的脱溶剂化动力学缓慢，会使得Zn2…

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2024年2月27日
0040
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麦立强/徐林，最新JACS！

成果简介质子电池由于其高安全性、低成本和快速动力学速度等优点而具有竞争力。然而，目前的质子电池研究往往难以同时实现高容量和高稳定性，且质子存储机理和氧化还原行为的研究仍处于初级阶…

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2024年2月26日
0032
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孙学良/梁剑文Nat. Commun.：全固态锂电池卤化物超离子导体的结构调控

金属卤化物固体电解质由于具有高的离子电导率、宽的电化学稳定窗口以及与氧化物正极材料的良好相容性而受到广泛关注。高离子导电卤化物电解质的探索正在积极进行。因此，了解成分和晶体结构之间…

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2024年2月26日
0056
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吉大徐吉静JACS：基于非固体放电产物的非质子锂-氧电池

对于高重量储能装置，无质子锂-氧(Li-O2)电池被认为是锂离子电池的一种有前途的替代品。然而，缓慢的电化学动力学、钝化以及固体放电产物对正极的结构破坏极大地阻碍了锂离子电池的实际…

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2024年2月26日
0012
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华科胡先罗EnSM：4.6V锂金属电池中不可燃全氟化碳酸酯电解质在高温下的衰减机制

高度氟化电解质因其独特的性能在锂金属电池（LMB）中引起了广泛关注。然而，氟化电解质在高温下的复杂衰减机制尚不清楚，这对于评估其在极端环境中实际应用的适用性至关重要。在此，华中科…

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2024年2月26日
0034
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湖北大学梅涛AFM：MoSe2改性自支撑石墨烯气凝胶用于锂-硫电池

严重的穿梭效应和缓慢的氧化还原反应动力学是阻碍锂-硫电池（LSBs）发展的两大障碍。在此，湖北大学梅涛团队设计并提出了富含硒空位的硒化钼修饰石墨烯气凝胶，既可作为LSB的正极（M…

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2024年2月23日
0017
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华科Nature子刊：自修复聚合物电解质助力长寿命固态锂硫电池

将高容量阴极和锂阳极与固态电解质耦合，已被证明是提高充电电池能量密度和安全性的有效策略。然而，有限的离子传导性、较大的界面电阻和不可控的锂枝晶生长阻碍了固态锂金属电池（SSLMBs…

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2024年2月23日
0044
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哈工大王振波Angew：基于二氟离子液体的双盐电解质用于高压锂金属电池

稳定高压锂金属电池 (LMB) 的电解质至关重要但又具有挑战性，因其需要确保锂负极和高压正极（相对于Li/Li+高于4.5V）的稳定性以解决电池循环不稳定性和热失控等问题。在此，…

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2024年2月23日
0044

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