顶刊解读

顶刊解读

Nature子刊：阳离子聚合物粘结剂使NCM811面容量高达20 mAh/cm2！

尽管高容量锂电池电极备受关注，但其结构的不稳定性和电荷转移的不均匀性一直困扰着实际应用。图1. 在相同电池容量下，c-IPN正极优于对照正极延世大学Sang-Young Lee…

科研小搬砖
2023年9月29日
00135
顶刊解读

孙学良/莫一非/王建涛EES：对异价取代卤化物固态电解质的新认识

卤化物固态电解质（SE）因其良好的离子导电性和优异的高压稳定性而备受关注。然而，它们的结构与性能之间的关系仍然是个谜。图1. 不同的运输场景取决于离子和空位的浓度加拿大西安大略…

科研小搬砖
2023年9月29日
0086
顶刊解读

孙学良/孙润仓/高雪洁/姜明Carbon Energy：Pt-Co双单原子催化剂助力Li-S电池的超快动力学

锂硫（Li-S）电池的应用仍然受到从多硫化物到Li2S的缓慢转化动力学的限制。尽管有多种单原子催化剂（SAC）可用于改善转化动力学，但Li-S电池的硫氧化还原动力学仍然不够快。图…

科研小搬砖
2023年9月29日
00112
顶刊解读

施思齐/刘波/陈继章AFM：隔膜的筛分效应实现无枝晶的耐用水系锌离子电池

锌枝晶和寄生反应对水系锌离子电池（AZB）的循环性影响很大。虽然事实证明隔膜改性能有效解决这些问题，但所开发的大多数隔膜都太厚，无法满足实际要求。图1. UiO-66-NH2调节…

科研小搬砖
2023年9月29日
00105
顶刊解读

吴晓东/葛军/许晶晶Adv. Sci.：调节溶剂分子配合锂化石墨负极获得长寿命锂硫电池

由于锂金属负极的穿梭效应和不稳定性，锂硫（Li-S）电池的发展受到严重限制。采用更稳定的商用石墨（Gr）负极代替锂金属，以构建Li-S电池（LISB）是实现长循环寿命Li-S电池的…

科研小搬砖
2023年9月29日
0093
计算顶刊

【纯计算】Surf. Interfaces：态密度、结合能、能带、电荷转移和最小能量路径计算，探究MFe2O4电催化反应！

【做计算找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！成果简介在析氧和析氢反应中，贵金属铂（Pt）…

计算搬砖工程师
2023年9月29日
0056
计算顶刊

【纯计算】Surf. Interfaces：态密度、结合能、能带、电荷转移和最小能量路径计算，探究MFe2O4电催化反应！

【做计算找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！成果简介在析氧和析氢反应中，贵金属铂（Pt）…

计算搬砖工程师
2023年9月29日
0085
顶刊解读

南开李福军JACS：原子Ru铆接MOF可调节锂氧电池的氧氧化还原

非水系Li-O2电池因其超高的理论能量密度而引起了广泛关注，但其受缓慢正极反应动力学和大过电压的严重阻碍，这与Li2O2放电产物密切相关。在此，南开大学李福军研究员等人通过离子交…

v-suan
2023年9月28日
0047
顶刊解读

北大侯仰龙ACS Nano：钾离子电池硫掺杂碳负极的硫掺杂和储钾机制

由于具有提高碳负极容量和动力学的双重潜力，硫掺杂策略引起了钾离子电池（PIBs）碳负极的广泛兴趣。因此，了解硫的掺杂和储钾机制对于指导高性能硫掺杂碳负极的结构设计和优化至关重要。 …

v-suan
2023年9月28日
0070
顶刊解读

‘天坑’钙钛矿？博士工资超100万，导师出任CEO，堪称产学研六边形战士！

钙钛矿博士工资超100万 2022年一鸣惊人的材料非钙钛矿莫属了，今年的寒气逼人，毕业生找工作超级困难，但是光伏领域依旧热火朝天，尤其是被骂了将近十年的钙钛矿，今年扬眉吐气，博士毕…

v-suan
2023年9月28日
00405
顶刊解读

周光敏AM：具有原位人工SEI层+微通道的3D框架用于稳定锂金属负极

目前，锂金属负极以其高理论容量和低还原电位被公认为最有前途的负极。然而，锂金属的主要缺点如高反应活性、大体积膨胀等可能导致枝晶生长和固体电解质界面（SEI）断裂，从而导致容量衰减、…

v-suan
2023年9月28日
0050
顶刊解读

青岛能源所/青大AEM：可热关断的智能深共晶电解液实现安全锂金属电池

由于具有高理论比容量和相对较低的氧化还原电位，锂金属被认为是下一代高性能锂金属电池（LMB）有前途的负极候选者。然而，严重的安全问题和不可控的锂枝晶严重阻碍了高压LMBs的商业化。…

v-suan
2023年9月28日
0055
顶刊解读

孙世刚/乔羽/王欣AEM：多功能聚合物添加剂提高锂氧电池的反应动力学和可逆性

Li-O2电池（LOB）具有极具吸引力的理论能量密度，可作为下一代储能系统的潜在候选者。然而，LOB中的缓慢氧还原/析氧反应（ORR/OER）动力学、可充电性差、过氧化物衍生副反应…

v-suan
2023年9月28日
0059
顶刊解读

全球首创石墨炔！院士团队再发JACS：快充石墨炔负极！

石墨炔（GDY），作为一种由sp/sp2杂化形成的新型碳同素异构体，是一种平面二维全碳材料，其由中国科学院李玉良院士和团队于2010年首次合成，开辟了碳材料的新领域。石墨炔的成功…

v-suan
2023年9月28日
0091
顶刊解读

周江/何章兴AEM: 聚多巴胺层通过快速去溶剂化+离子限制双重稳定锌负极

金属锌被认为是水系锌离子电池（AZIB）的有前途的负极候选者，然而枝晶和副产物的形成严重降低了其可逆性和实际寿命。在此，中南大学周江教授、华北理工大学何章兴教授及日本国立材料科学…

v-suan
2023年9月28日
0034
顶刊解读

徐宾刚/赵景新/李宇杰AM: 用于长循环水系锌离子电池的3D冷阱环境打印

由于低成本和易于加工，锌粉（Zn-P）基负极一直被认为是锌离子电池（ZIBs）的理想负极候选材料。然而，Zn-P基负极固有的负面特性，如易腐蚀和不受控制的枝晶生长，限制了其进一步应…

v-suan
2023年9月28日
00173
顶刊解读

杨剑/柏中朝AEM: 分子交联增强聚合物粘结剂用于钠离子电池的合金负极

钠离子电池（SIBs）显示出大规模储能的巨大潜力。然而，Na+的大尺寸和重质量总是导致巨大的体积变化和较差的电化学稳定性，特别是在合金型负极材料中。在此，山东大学杨剑教授、山东科…

v-suan
2023年9月28日
0064
顶刊解读

李巨/董岩皓/张俊英/唐子龙EES: 用于高倍率锂离子电池的前沸石骨架超级MIEC负极

锂离子电池的关键部件是电池电极，它必须是有效活化能小于250 meV的超快混合离子和电子导体（super-MIEC）。在不同的材料类别中，晶格扩散材料很少出现小于250 meV的扩…

v-suan
2023年9月28日
0165
顶刊解读

李宝华/韩翠平InfoMat综述: 水系锌有机电池中的质子储存化学

受益于结构多样性和资源可再生性的优势，有机电活性化合物被认为是水系锌离子电池（ZIBs）有吸引力的正极材料。目前，有机正极的H+存储研究仍然缺乏且存在争议。在此，清华大学深圳国际…

v-suan
2023年9月28日
0046
顶刊解读

麦立强/安琴友ACS Nano: 低成本甘氨酸作为稳定锌负极的电解液添加剂

锌金属在水系电解液中热力学不稳定，在电镀过程中甚至在储存期间会在界面处引起枝晶生长和持续的寄生反应，导致电池快速失效并阻碍水系锌离子电池的实际应用。在此，武汉理工大学麦立强教授、…

v-suan
2023年9月28日
00132

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
分享到:

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
分享到:

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
分享到:

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
分享到:

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
分享到:

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