顶刊解读

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电池顶刊集锦：李巨、何向明、索鎏敏、牛志强、周光敏、段辉高、潘安强、王成亮、宋英泽等成果！

1. 何向明/徐宏AM：亲水性MOF使富镍锂电池在高H2O/HF含量下稳定循环微量的原生杂质，如水和氢氟酸（HF），会严重降低锂电池的稳定和长期循环。因此，在整个锂电池的生产过程…

2024年1月23日
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支春义教授，最新Angew！

电解质环境，包括阳离子、阴离子和溶剂，对于电池阴极的性能发挥至关重要。大多数工作集中在阳离子与阴极材料之间的相互作用，相比之下，对阴离子与阴极之间的相关性缺乏深入的研究。成果简介…

2024年1月23日
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华东理工大学张金龙教授团队Adv. Mater. 综述：单原子合金材料用于甲烷和二氧化碳催化转化

第一作者：何承萱通讯作者：吴仕群、张金龙通讯单位：华东理工大学论文DOI：https://doi.org/10.1002/adma.202311628 近日，华东理工大学张金…

2024年1月22日
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张礼知/么艳彩/顾向奎Nature子刊：氧空位诱导Fe和Ni同时自旋极化，实现高效电还原NO3−制NH3

选择性电还原NO3−为NH3(NITRR)为缓解能源和环境危机提供了一条有前景的途径。一般来说，NITRR反应起始于硝酸盐(*NO3)在电极上的吸附，随后NO3−连续脱氧为亚硝酸盐…

2024年1月22日
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刘庆华/廉世勋/苏徽Nature子刊：MnO2中Ir中心拉伸应变，助力构建高活性和稳定性PEMWE

质子交换膜水电解槽(PEMWE)具有比碱性水电解槽更低的电阻损失、更少的气体渗透和更高的电流密度，是生产清洁氢气(H2)燃料的一种可持续途径。目前，水电解的整体效率主要受限于具有缓…

2024年1月22日
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天大陈亚楠/山科大刘瑞AEM：超快非平衡相变诱导尖晶石锰酸锂双晶界

缺陷工程被证明是通过改善结构稳定性和离子扩散来增强锂离子电池电化学性能的重要因素。然而，传统的合成方法流程长且复杂，因此难以有效且轻松地将缺陷引入电极材料中。在此，天津大学陈亚楠…

2024年1月22日
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武大陈重学EnSM：“拖曳效应”诱导的快速去溶剂化动力学和-50℃可工作的高安全锂电池

碳酸丙烯酯（PC）因其高离子传导性和低（-49 ℃）熔点被认为是碳酸乙烯酯（EC）的最合适替代品，但它与石墨负极的电化学相容性较差。虽然设计阴离子诱导的离子溶剂配位（AI-ISC）…

2024年1月22日
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吉大/天工大/苏大JACS：通过析氢催化剂重建实现锂离子电池金属的完全回收

电动汽车的大规模采用和有限金属资源的枯竭使得回收锂离子电池（LIB）势在必行。然而，目前的火法冶金和湿法冶金回收路线主要针对LiCoO2开发，能源投入大，加工过程繁琐；因此，迫切需…

2024年1月22日
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五校联合，最新Nature Energy！

研究背景低成本的钠离子电池（SIBs）是代替传统锂离子电池的重要候选体系。层状过渡金属氧化物（TM）型的钠离子电池阴极可以利用额外的氧相关阴离子氧化还原反应提高电池的能量密度，P…

2024年1月22日
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清华大学/中科大，重磅Science！

金属纳米团簇已成为很有前途的近红外（NIR）发射材料，但它们的室温光致发光量子产率（PLQY），特别是在溶液中，通常很低（<10%）。在此，清华大学王泉明教授和中国科学技术…

2024年1月22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