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2026 06.02

金属所在高比能固态锂电池研究取得新进展

聚合物电解质是实现高比能固态锂电池的理想材料，其中聚偏氟乙烯基电解质因具有高氧化稳定性和离子电导率而备受关注。然而，聚偏氟乙烯作为一种弱配位基体，依赖制备过程中残留的极性溶剂（如二甲基甲酰胺）作为“增塑剂”以促进离子传输。这些传统增塑剂虽与聚合物互溶性良好，但电化学稳定性较差，容易在电极界面持续分解，制约了锂负极可逆性以及与高压正极的兼容性。与之相对，电化学稳定的理想增塑剂（如环丁砜、碳酸乙烯酯）却与聚偏氟乙烯存在严重的热力学不相容问题，难以制备出均匀的电解质薄膜。针对上述“相容性与电化学稳定性”难以兼得的瓶颈，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭及二维材料研究部科研团队提出了一种相容溶剂辅助塑化的通用制备策略。研究团队通过引入挥发性相容溶剂，显著降低了混合体系的有效相互作用参数，从而克服热力学排斥，获得了均相溶液。在成膜阶段，随着相容溶剂快速挥发、体系粘度急剧升高，增塑剂被锁定在聚合物三维网络中，实现了原本不相容的增塑剂的均匀塑化。相关成果以“Polymer-modulated solvation chemistry via compatibilizing-solven
2026 06.02

广州能源所在锂离子电池健康状态在线评估方面取得进展

精准评估锂离子电池的健康状态并及时掌握其容量衰退趋势，是保障锂电储能系统安全、高效运行的关键。然而传统方法在识别容量衰退拐点（如“膝点”）时，往往高度依赖完整的容量退化曲线。此外，在实际运行工况中，在线估计的容量退化曲线极易受到噪声和波动的干扰，导致对特征突变点的实时准确捕捉面临巨大挑战。近期，中国科学院广州能源研究所储能技术研究团队针对上述难题取得新进展，提出了一种新颖的锂离子电池容量衰退特征突变点在线识别框架，在NCA（镍钴铝三元锂电池）、NCM（镍钴锰三元锂电池）及LFP（磷酸铁锂电池）三种类型电池上进行了验证。该研究首先聚焦于充电阶段的容量增量曲线，截取了恒流充电结束前的短时数据作为健康因子，实现了对电池当前可用容量的快速、准确估算。在此基础上，研究团队融合了动态窗口调整、加权滑动窗口以及多阶段验证与去重机制，开发出改进的累积和（CUSUM）算法，用于精准定位容量衰减曲线中的全局特征突变点。研究结果表明，该改进算法展现出了卓越的精确性与实时响应能力，对突变点识别的平均误差仅为 16.42 个循环，平均响应延迟低至 4.20 个循环。此外，该策略表现出极强的工况适应性，不仅能够有
2026 06.02

广州能源所在发展中国家电动汽车充电基础设施优化研究方面取得新进展

近期，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员团队在发展中国家城市电动汽车充电基础设施优化规划方面取得新进展。当前，发展中国家电动汽车充电基础设施部署仍不完善，制约了清洁交通发展及城市减排进程。例如，埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴正面临汽车保有量增长、交通拥堵和空气质量恶化等问题，科学规划充电基础设施成为推动电动汽车普及的重要环节。该研究以亚的斯亚贝巴为例，构建了一种面向发展中国家城市的电动汽车充电基础设施集成优化框架，结合Bass扩散模型和自适应遗传算法（AGA），对22 kW、50 kW和150 kW多功率充电站的空间与时间布局进行优化。其中，Bass 扩散模型用于预测电动汽车采用趋势及市场潜力（图1）。图1 Bass模型预测的2030年电动汽车普及率及模型拟合诊断结果研究表明，采用“居民区密集部署22 kW充电站、商业区设置50 kW充电设施、主要交通走廊沿线建设150 kW快充枢纽”的混合配置方案，可使约95%的用户距离充电站保持在4至7公里范围内（图2），并使接入距离、排队延迟和能源成本最高降低35%。结果表明，合理的站点选址和容量配置比单纯增加充电站数量更有
2026 06.02

长春应化所在碱性氧还原反应质子化动力学优化及反应机制的探究取得重要进展

中国科学院长春应用化学研究所在碱性氧还原反应质子化动力学优化及反应机制的探究取得重要进展。长春应化所祝建兵研究员团队通过合成原子级分散的FeSn双原子位点，构建了在氧还原反应活性中心邻位高效促进水分解提供质子的质子中继单元，加速了氧还原反应动力学。相关研究成果以“Proton Relay Mediated by Atomic Sn Lewis-Acidic Sites for Accelerating Oxygen Reduction Kinetics in Fe–N–C Catalysts”为题发表在国际权威杂志Journal of the American Chemical Society。氢能电池是实现零碳排放、高效能源转型的核心技术。氧还原反应作为氢能电池阴极的核心过程，其缓慢动力学直接制约电池能量转换效率与功率输出。近日，在对氧还原反应的研究中，传统策略多聚焦于活性位点电子结构的调控，却忽视了三相界面处的质子转移过程。碱性介质缺乏水合质子，反应完全依赖水分子作为质子源，要求界面水活化O-H键并将质子递送至氧中间体，由此引入较高能垒。界面水因极化效应弱而难以弱化O-H键，以及活
2026 06.02

科学岛团队揭示晶格驱动拓扑自旋结构新机制

近日，中国科学院合肥物质院强磁场中心陆轻铀教授团队和固体所罗轩研究员、孙玉平研究员团队合作，利用稳态强磁场装置（SHMFF）自研的低温强磁场磁力显微镜（MFM），系统揭示了Cr₂Ge₂Te₆单晶中晶格驱动的拓扑自旋结构，阐明了晶体结构对称性与拓扑磁性之间的内在关联，为新型自旋电子学器件与量子设备的研发开辟了新路径。相关研究成果以“Lattice-Driven Topological Spin Textures in Cr₂Ge₂Te₆Single Crystals”为题，发表于Advanced Functional Materials，并入选期刊封面。近年来，拓扑自旋结构因其独特的稳定性和可调控性，在高密度信息存储、低功耗自旋电子器件及新型量子功能器件中展现出重要应用前景。其中，磁斯格明子等拓扑磁结构通常被认为来源于界面手性相互作用、自旋轨道耦合或外加磁场调控。然而，在层状范德华磁体中，晶格本身是否能够直接参与甚至主导拓扑磁结构的形成，一直是该领域的重要科学问题。团队选择具有层状范德华结构Cr₂Ge₂Te₆单晶作为研究对象。该材料具有较强的磁晶各向异性和明显的层间耦合效应，是研究二维磁
2026 06.02

科学岛团队在北极对流层活性溴来源及大气氧化性影响研究方面取得重要进展

近日，中国科学院合肥物质院安光所联合英国南极调查局、德国不来梅大学相关团队，基于中国北极黄河站长期观测数据以及p-TOMCAT化学传输模型，系统研究了北极对流层活性溴来源及其对极地大气氧化性演变的影响，相关成果以《北极新奥尔松对流层中的溴氧化物：来源分析及其对大气化学的影响》（“Tropospheric bromine monoxide in Ny-Ålesund: source analysis and impacts on atmospheric chemistry”）为题，发表于《大气化学与物理》（Atmospheric Chemistry and Physics）。极地地区是全球变化的放大器与敏感指示器，气温升高、海冰消融等不仅深刻改变着极地自身的环境，也通过一系列极端气候与环境事件，如平流层臭氧空洞、边界层臭氧极端损耗等，对区域及全球大气成分、辐射平衡及生态系统产生连锁性挑战。对流层一氧化溴BrO是导致北极春季臭氧损耗的关键活性物质，其来源包括海冰上的积雪、吹雪和开阔海洋释放的海盐气溶胶等。在极地地区，缺乏高精度的观测数据一直是制约大气化学机理研究的短板。研究团队利用安光所自
2026 06.02

长春应化所在高密度异核双原子纳米酶的构建及肿瘤代谢免疫调控领域取得重要进展

中国科学院长春应用化学研究所在高密度异核双原子纳米酶的构建及肿瘤代谢免疫调控领域取得重要进展。张洪杰院士和王樱蕙研究员研究团队成功开发出一种高密度异核Fe/Co双原子纳米酶平台，可通过诱导双硫死亡和铁死亡用于抗肿瘤免疫治疗，该纳米酶负载高密度Fe/Co双金属活性中心（Fe、Co质量分数分别达10.35 wt%、11.32 wt%），具有优异的类核黄素酶和类过氧化物酶活性，可高效催化生物硫醇氧化，破坏肿瘤细胞氧化还原稳态。相关研究成果以“Charge-Tunable Dense Dual-Atom Nanozymes Reprogram Biothiol Metabolism Through Multi-Enzyme-Mimetic Catalysis to Synergistically Induce Ferroptosis and Disulfidptosis”为题，发表于国际权威化学期刊《Angewandte Chemie International Edition》。生物硫醇在维持细胞氧化还原稳态、调控程序性细胞死亡途径及调节免疫反应中发挥关键作用。因此，对肿瘤细胞的生物硫醇代谢
2026 06.02

金属所发现晶界电子态重构提升导电性

材料的晶界因其在调控材料力学与物理性能方面所起的关键作用，长期以来受到广泛关注与持续研究。对于结构材料而言，晶界对位错运动具有显著阻碍作用，因而材料强度通常随晶粒尺寸减小而提高，这一规律可由经典的Hall–Petch关系定量描述。对于功能材料而言，晶界因具有独特的原子构型与电子结构，往往成为新颖物理与化学行为的起源地，由此催生了“晶界工程”这一高效提升材料综合性能的重要策略。在电学性能方面，晶界在多数情况下表现出低于晶内的电导率，其根源主要在于晶界处原子排列突变与化学键合不连续所引发的强电子散射及电流阻塞效应；这种低电导特性严重制约了多晶材料在电子信息领域的实际应用。因此，探索提升晶界电导率的有效途径，并深入阐明其内在物理机制，不仅具有重要的基础科学价值，也对高性能电子材料与器件的研发具有显著的现实意义。磁铁矿（Fe3O4）是一种典型的半金属化合物，具有立方反尖晶石晶体结构：其中四面体A位由Fe3+离子占据，八面体B位则由等量的Fe2+与Fe3+离子共同占据。在室温下，B位点中Fe2+与Fe3+呈随机分布，二者之间快速发生的电子跃迁赋予该材料高达约250Ω-1·cm-1的本征电导率。从
2026 06.02

亚纳米Rh-Co双原子协同催化腈类加氢研究取得新进展

仲胺类化合物广泛存在于药物、农用化学品及功能材料中，全球每年胺类产量超过600万吨。腈类催化加氢是合成仲胺的重要途径，但传统贵金属催化剂面临活性与选择性的“跷跷板”困境：一方面易发生过度加氢或偶联副反应，目标仲胺选择性通常仅60-75%；另一方面需要较高温度（373 K）和压力（3-10 MPa H2）。单原子催化剂虽能通过孤立位点提高选择性，但单一活性中心难以协同活化H2和较大尺寸的腈类底物，导致催化活性不足。近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心刘洪阳研究员和博士研究生陈家威等，联合重庆大学孙耿副教授、北京大学马丁院士等团队，成功在富缺陷石墨烯载体（ND@G）上构建了原子级分散的Rh-Co异核双原子催化剂（Rh1Co1ND@G），实现了温和条件下苯甲腈的高效加氢制二苄胺。该成果发表于国际学术期刊《Nature Communication》（https://doi.org/10.1038/s41467-026-69778-2），为设计高性能原子级分散加氢催化剂提供了新思路。研究团队在载体上先锚定Rh原子，再引入Co(NH3)42+配合物，经氢气还原后成功构筑了Rh-Co双
2026 06.02

金属所高电压锂电正极材料研究取得进展

电池正极材料的能量密度主要取决于工作电压和比容量。因此，发展高电压正极材料是提升电池能量密度的重要途径之一。尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)具有高工作电压、三维锂离子扩散通道和低成本等优势，被认为是下一代快充电池正极材料的重要候选材料。然而，在高电压工况条件下，镍锰酸锂不可避免的两相反应会导致晶格应变与应力集中，会导致晶粒开裂、过渡金属溶出及界面失稳，最终导致循环寿命不足。这一问题在快充和高温等极端服役条件下尤为突出，严重制约了实际应用。近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心科研团队在高电压尖晶石正极材料研究方面取得进展。研究团队提出了多组分体相掺杂策略，调控了材料反应热力学，延长了固溶反应区间，缓解高电压相变引起的电化学-力学耦合失效，提升了镍锰酸锂正极材料的结构稳定性和快充性能。该材料在10 C倍率下，循环4000圈后，容量保持率达81.8%，在软包电池中表现出稳定的循环性能，验证了实际应用的潜力。成果以“Compositionally complex doping enables high-voltage spinel cathodes with ult

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