顶刊解读

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电池顶刊集锦：索鎏敏、付永柱、马骋、胡文彬、许杰、周金平、付磊、王子奇、杨军等成果！

1. 天大胡文彬/丁佳/王浩志Nat. Commun.：优化用于高性能钾硫电池的多硫化钾钾硫电池作为高能量、低成本的储能系统备受关注，但实现硫的高利用率和长期循环仍具有挑战性。 …

2024年3月15日
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武大Angew：给电子调制的LiNO3基电解质用于可持续非水系锂电池

LiPF6作为电解质的主要锂盐，因其在有机溶剂中的高溶解度、良好的电化学稳定性和高离子电导率等性能而广泛应用于商业可充电锂离子电池。然而，它具有一些不良特性，例如高湿度敏感性、热不…

2024年3月14日
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广工大ACS Nano：基于结构和电解液工程的高稳定钠离子电池ZnS阳极

考虑到硫化锌的高容量以及锌和硫源的低成本，硫化锌有望成为实用钠离子电池的高容量阳极。然而，颗粒状硫化锌的粉化会导致活性物质塌陷和穿透引起的电池短路。图1. ZnS@NC的制备及表…

2024年3月14日
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北大/武理Nature子刊：在85℃下快速充电的铝-硫电池

熔盐Al–S电池完全基于资源丰富的可持续材料，具有高倍率能力和适中的能量密度，有望用于大规模储能；但其工作温度仍然较高，阻碍了其应用。图1. 季碱氯铝酸盐熔体电解质的设计原理和结…

2024年3月14日
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钙钛矿太阳能电池，重磅Nature！

研究背景随着能源需求的不断增长以及对可再生能源的迫切需求，太阳能作为一种清洁、可再生的能源形式受到了广泛关注。在这个领域，钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其卓越的光电特性而备受瞩目。…

2024年3月14日
未分类

华科余创AFM：SnF2诱导多功能界面稳定的全固态锂金属电池

与传统的液态电解液锂离子电池相比，全固态锂电池因其更高的安全性和能量密度而受到广泛关注。锂硫银锗矿材料具有高离子电导率、低晶界电阻和良好的机械性能，是一种前景广阔的固态电解质（SE…

2024年3月13日
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ACS Nano：氮化硼纳米片对锂金属负极的界面修饰

锂金属（Li）是最具吸引力的锂电池负极，因为它具有最高的理论比容量（3860 mA h g-1）和最低的氧化还原电位（-3.040 V vs SHE）。然而，由于锂金属在循环过程中…

2024年3月13日
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华科余创AFM：SnF2诱导多功能界面稳定的全固态锂金属电池

与传统的液态电解液锂离子电池相比，全固态锂电池因其更高的安全性和能量密度而受到广泛关注。锂硫银锗矿材料具有高离子电导率、低晶界电阻和良好的机械性能，是一种前景广阔的固态电解质（SE…

2024年3月13日
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北科刘永畅Angew：水系Zn-MoS2电池中多电荷载体“间隙填充”机制的揭示

锌基电池阴极材料中活性位点的利用率是决定可逆容量的关键因素。然而，长期以来被忽视的一个问题是，宿主中二价Zn2+之间的强静电排斥会不可避免地会造成一些活性位点（即间隙位点）的浪费。…

2024年3月13日
计算顶刊

比DFT快6个数量级，图神经网络快速评估有机分子在金属上的吸附能

将 ScienceAI 设为星标第一时间掌握新鲜的 AI for Science 资讯编辑 | 绿萝有机物在金属表面的吸附可以通过密度泛函理论 (DFT) 进行评估，但对于…

2024年3月13日

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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