电池顶刊

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复旦余学斌ACS Energy Lett.：动态Al-O相互作用使铝均匀沉积实现高性能铝金属电池

铝电池具有较高的地壳丰度和理论能量密度，因此有望成为下一代电池。然而，由于铝阳极的铝沉积/剥离性能较差，严重限制了其潜在应用。图1. 材料制备及表征复旦大学余学斌等发现了一种新…

科研小搬砖
2024年2月19日
0021
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电池顶刊集锦: 乔世璋、卢锡洪、胡先罗、徐吉静、孙学良、崔光磊、黄少铭、官操等成果！

1. Journal of the American Chemical Society：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…

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2024年2月19日
0027
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上交孙浩AEM：巧用硝酸锂使含水电解液“起死回生”！

水是当前电池行业的不速之客，几乎所有电池生产工序都严格禁止使用水。特别是，由于要求电解液中的水含量极低（低于 20 ppm），因此必须使用不含水的原材料和超干燥条件，这导致材料成本…

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2024年2月19日
0028
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阿贡AFM：表面涂层提高富镍阴极材料的电化学稳定性

碳酸锂和氢氧化锂等残留杂质是锂离子电池阴极电解质界面加速寄生反应的主要问题。要想获得高性能的富镍正极材料，就必须去除这些含锂物质。图1. 湿法浸渍工艺示意阿贡国家实验室陈宗海等…

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2024年2月19日
0037
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北理黄佳琦AEM：温度介导的动态锂损耗及其对锂金属阳极的影响

锂（Li）金属一直被视为下一代高能量密度电池的最终阳极选择。然而，活性锂的大量损耗导致库仑效率较低，这在很大程度上阻碍了锂金属电池在宽温度范围内的实际运行。图1. 活性锂在不同温…

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2024年2月19日
0025
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再创新记录！北大郭少军教授，最新Joule！

质子交换膜电解水（PEMWE）在可持续和可扩展的绿色制氢方面展现出广阔的发展前途，但其在技术上受到阳极催化剂层（CL）中贵金属催化剂Ir高负载的限制。成果简介在此，北京大学郭…

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2024年2月19日
0050
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北理陈人杰ACS Nano：正极负极界面设计实现高稳定水系/有机系混合电池

Zn离子电池（ZIBs）由于其安全性、适度能量密度和丰富的锌金属储备而迅速发展。然而，在基于锌的负极上不可避免的枝晶生长和副反应，以及过渡金属基正极上金属元素的溶解，会破坏电极/电…

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2024年2月19日
0023
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ACS Energy Lett.：为高压钴酸锂稳定运行定制电解液

高压钴酸锂（LiCoO2）可用于制造高能量密度的锂离子电池（LIBs）。然而，岩盐相引起的差可逆性、晶格氧损失、钴浸出以及在高电压下电解液分解失控而形成的电阻性阴极-电解质界面（C…

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2024年2月19日
0048
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福建师大陈育明PNAS：高电子态活性位点的工程接触曲面界面实现高性能钾离子电池

钾离子电池（PIB）由于钾资源丰富且成本低廉而受到广泛关注，被认为是一种可持续的储能技术。然而，PIB中使用的石墨负极由于钾离子半径大而导致容量低和反应动力学缓慢。在此，福建师范…

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2024年2月19日
0058
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弗吉尼亚理工ACS Nano：介孔聚酰亚胺隔膜抑制锂枝晶生长

锂金属电池需要有效抑制锂枝晶，以确保高性能和安全性。然而，目前的隔膜具有大孔，其允许锂枝晶穿过，从而会导致内部短路和其他灾难性后果。在此，美国弗吉尼亚理工大学刘国良团队报告了一种…

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2024年2月19日
0031

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