电化学（中英文）

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1. 对十大科学问题之三“如何获得满足固态电池应用需求的高性能碱金属离子固体电解质?”的深度思考——获得满足固态电池应用需求的高性能锂离子固体电解质策略

邓以诚, 游梓畅, 林耿忠, 唐果, 吴敬华, 周志民, 庄想春, 杨立萱, 张振杰, 温兆银, 姚霞银, 王长虹, 周倩, 崔光磊, 何平, 李惠, 艾新平

电化学（中英文） 2025, 31 (10): 2516002-. DOI: 10.61558/2993-074X.3585

摘要（54）

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PDF（pc）（8852KB）（6344）

随着锂离子电池（LIBs）在便携式电子产品、电动汽车和电网储能领域的广泛应用，因可燃液态有机电解质所引起的电池安全问题受到越来越多的关注。固态锂电池（SSLBs）凭借其高安全性和高的能量密度潜力，被视为下一代储能技术的重要方向。然而，固态电解质（SSEs）的实际应用仍面临诸多挑战，包括离子电导率低、与电极界面相容性差、机械性能不理想，以及规模化制备困难等。如何获得满足应用需求的高性能锂离子固态电解质呢?为回答这一科学问题，本文系统梳理了近年来SSEs的研究进展，涵盖无机类（氧化物、硫化物、卤化物）、有机类（聚合物、塑性晶体、聚离子液体）以及新兴的软固态电解质（S³Es）类。分析表明，单组分（无机、有机）固态电解质存在固有局限性，且仅通过成分和结构调整难以完全克服。相比之下，软固态电解质，特别是基于“刚-柔协同”复合策略和借助多孔框架实现“Li⁺去溶剂化”机制的S³Es体系，能够通过整合互补组分的优势，在电化学性能（如离子电导率与电化学稳定窗口）、力学性能及可加工性方面实现协同提升，展现出作为下一代SSEs的巨大潜力。此外，本文还进一步探讨了S³Es面向实际应用所面临的关键挑战及新兴研究趋势，旨在为高性能SSEs的未来发展提供战略性见解。

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2. 中国化学会第二十三次全国电化学大会第二轮通知

电化学（中英文） 2025, 31 (8): 3-.

摘要（1）

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3. MXene复合材料的制备及其改性策略在电化学储能中的应用

游章海, 卢定泽, Kiran Kumar Kondamareddy, 顾文举, 成鹏飞, 杨静萱, 郑睿, 王红梅

电化学（中英文） 2025, 31 (5): 2418001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3524

摘要（2）

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PDF（pc）（7444KB）（1308）

在先进工业化与城市化的加速发展的背景下，环境恶化的速度不断加快，不可再生能源资源也日益枯竭。因此，开发潜在的清洁能源存储技术显得尤为迫切。电化学储能技术目前已广泛应用于多个领域，其中超级电容器和可充电电池作为关键组成部分，发挥着重要作用。这些技术不仅是存储可再生能源的核心要素，还对推动可持续发展具有重要意义。近年来，二维材料MXene凭借其卓越的电学性能、较大的比表面积以及可调控特性，在能源领域及其他多个应用场景中展现出巨大的发展潜力。基于MXene的层状结构，研究人员通过对费米能级处的表面终端进行调整，成功实现了储能与能量转换的双重功能。值得关注的是，与其他二维材料相比，MXene在表面拥有更多的活性位点，这使其表现出优异的催化性能。反观其他二维材料，其催化活性仅体现在边缘位点。本文全面且系统地概述了基于MXene的聚合物材料的合成工艺、结构特征、改性手段，以及它们在电化学储能领域的具体应用。此外，文章还简要探讨了MXene聚合物材料在电磁屏蔽技术和传感器领域的潜在应用价值，并对未来的研究方向进行了展望，以期为相关领域的进一步发展提供参考。

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4. 固态电解质反应器驱动的大气环境CO₂捕集与电催化转化

华炎波, 倪宝鑫, 蒋昆

电化学（中英文） 2025, 31 (6): 2504082-. DOI: 10.61558/2993-074X.3547

摘要（50）

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电催化二氧化碳还原是一种有望解决全球能源和环境危机的变革性技术。然而，其实际应用面临着两大关键挑战：一是分离混合还原产物的过程复杂且能耗高，二是所使用碳源（反应物）的经济可行性。为了同时解决这些挑战，固态电解质（SSE）反应器的研究正在受到日益广泛的关注。在这篇综述中，我们着眼于探讨将SSE应用于电化学CO₂捕获和转化串联系统的可行性。我们首先讨论了SSE反应器的结构和基本原理，随后介绍了其在上述两个领域及串联电解的应用实例。与传统的H型电解池、流动池及膜电极电解池相比，SSE的关键创新在于阴离子交换膜和阳离子交换膜之间部署的SSE层，它实现了高效的离子传输，且可通过去离子水或湿润的氮气流有效地分离离子传导和产物收集功能。目标产物可以在SSE中间层通过两极离子复合形成，并通过多孔的SSE层被流动介质高效地带走，产生纯净的液相产物。由于CO₂还原反应可以生成一系列液体产物，过去几年中先进催化剂的开发也进一步推动了SSE反应器在高效化学品生产中的实践应用。值得注意的是，由于阴极还原反应常常消耗水中的质子并导致局部高碱性环境，SSE可应用于从不同气源（如烟道气）中捕获酸性CO₂以形成碳酸根离子。在电场的驱动下，形成的CO₃^2-可以通过阴离子交换膜，并被阳极半反应产生的质子所酸化，实现高浓度CO₂的再生，进而被收集作为下游CO₂电还原的低成本原料。基于这一原理，近年来已有多种SSE构型的反应器被报道用于高效捕获不同气源的CO₂。通过两个SSE单元的协同作用，已经实现了串联电化学CO₂捕获和电催化转化。最后，我们对SSE在未来面向碳中和领域的应用中提出了展望，并建议更多关注以下具体方面的优化：SSE层的基本物理化学性质、电化学工程视角下离子和物种通量及选择性，以及连续CO₂捕获和转化单元之间的系统性匹配。这些努力旨在进一步推动固态电解质反应器在更广泛的电化学领域中的应用示范。

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5. 直接乙醇燃料电池阳极电催化剂的设计与优化：C-C键活化及C1途径选择性调控的研究进展与挑战

秦愷池, 霍孟田, 梁宇, 朱思远, 邢子豪, 常进法

电化学（中英文） 2025, 31 (8): 2515002-. DOI: 10.61558/2993-074X.3565

摘要（19）

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PDF（pc）（12685KB）（1007）

直接乙醇燃料电池作为传统能源的有前途替代方案，具有能量密度高、环境可持续性好和操作安全等优势。相较于直接甲醇燃料电池，直接乙醇燃料电池的毒性更低且制备工艺更成熟；与氢-氧燃料电池相比，直接乙醇燃料电池在储存运输可行性和成本效益方面表现更优，显著提升了商业化潜力。然而，乙醇分子中稳定的C-C键会形成高活化能垒，常导致电氧化不完全。目前商用的铂和钯基催化剂对C-C键的断裂效率低下（< 7.5%），严重制约了DEFCs的能量输出和功率密度。此外，催化剂成本高昂和活性不足进一步阻碍了其大规模商业化。近期DEFC阳极催化剂设计的进展主要集中在材料组分优化和催化机理阐释两方面。本综述系统梳理了过去五年乙醇电氧化催化剂的研发动态，重点探讨了提升C1路径选择性和C-C键活化的策略，包括：合金化设计、纳米结构工程、界面协同效应等，并深入分析总结了其作用机制。最后，我们提出了DEFC催化剂商业化面临的挑战与未来发展方向。

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6. 系列综述（2/4）：重庆大学魏子栋教授课题组在电化学能源转换方面的研究进展：高性能碱性电解水催化剂

张伶, 吴汪洋, 胡秋月, 杨世丹, 李莉, 廖瑞金, 魏子栋

电化学（中英文） 2025, 31 (9): 2515007-. DOI: 10.61558/2993-074X.3583

摘要（19）

HTML （28）

PDF（pc）（5802KB）（973）

大规模部署电解水制氢技术需要高性能的电催化剂。魏子栋教授课题组针对电解水制氢电极在工业工况条件下运行面临的关键科学与技术问题，持续致力于开展析氢/析氧催化反应机理解析，提升工况条件活性与稳定性的基础科学问题研究。本综述系统地总结了该课题组近十多年围绕高性能析氢和析氧电极研究所取得的进展。首先分析了电解水制氢面临着的析氢反应动力学速率缓慢与析氧反应活性/稳定性相互制约的原因，提出了调控电解水性能的“12345”原则。进而，针对碱水析氢催化剂，发现了复合相界面增强析氢活性的“烟囱效应”和“定域电场增强效应”，利用相界面调控，优化关键物种的选择性吸附、促进界面水分子富集-再定向与活化来强化高极化条件下的传质与反应，提升工业工况反应动力学。对析氧催化剂，提出了“双阴离子调控”、“晶格氧抑制”以及“表面自修复”等策略，通过平衡不同含氧物种吸附强度、调控磁性、增强金属-氧键强度和重组表面动态结构等实现活性与稳定性的同步提升。最后，本文总结了目前析氢/析氧催化剂在工业级碱水槽应用时面临的长周期活性和稳定性的挑战，并提出了未来的研究方向。

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7. 锌-碘电池的挑战与机遇：从电极材料设计到储能机理

刘榕麒, 商文硕, 张进涛

电化学（中英文） 2025, 31 (9): 2515005-. DOI: 10.61558/2993-074X.3567

摘要（13）

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PDF（pc）（47956KB）（917）

锌-碘（Zn-I₂）电池因其高能量密度和环境友好性而备受关注，成为一种可持续的储能解决方案。本综述系统总结了Zn-I₂电池在三个关键领域的最新研究进展：正极材料工程、锌负极稳定性调控和电解液设计。在正极方面，通过将碘锚定于导电基体上，可有效抑制多碘阴离子的穿梭效应，并加速I^-/I₂的氧化还原反应动力学。借助先进的原位表征技术，实现了对多碘中间体（I₃^-/I₅^-）的实时监测，深入揭示了电解质与电极间的相互作用，并为功能性添加剂的设计提供了理论依据，有效抑制了穿梭效应。在锌负极方面，近年来的创新手段如界面保护层的构建、三维导电骨架的引入及针对性的电解液添加剂的开发，在抑制锌枝晶生长和副反应方面取得了显著成效，从而提升了循环稳定性和库仑效率。然而，要在实际应用条件下实现长期可逆性和结构完整性仍面临诸多挑战。未来的研究应聚焦于协同电解液体系的构建和集成化电极结构的设计，以在化学稳定性、离子传输能力与机械强度之间实现协同优化，推动下一代Zn-I₂电池技术的应用。特别是，开发具有协同增效作用的多功能电解质添加剂，以及构建兼顾力学强度与离子传输动力学的复合电极结构，将在提升Zn-I₂电池性能和深化储能机理理解方面发挥关键作用。

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8. 三苯甲烷类染料整平剂用于再布线层高速电镀铜的形貌调控机制研究

宋子豪, 王伟斌, 柳晓辉, 韩晓敏, 周毅, 黄蕊, 姜艳霞, 李哲, 刘晓伟, 肖梅玲, 廖洪钢, 徐维林, 孙蓉

电化学（中英文） 2026, 32 (2): 2509091-. DOI: 10.61558/2993-074X.3591

摘要（3）

HTML （14）

PDF（pc）（3928KB）（906）

再布线层由多层的介电材料和电镀铜材料构成，是晶圆级先进封装中用于重新布局芯片表面引脚的基本结构。作为电解液中最关键的化学成分，电镀铜添加剂正在快速发展迭代，以满足工业界对高速沉积和细线宽、窄线距的应用需求。然而，探究电镀添加剂的分子结构与电镀铜材料性能之间复杂的构效关系仍然是一项重要挑战。本研究对比考察了一组三苯甲烷类染料分子结晶紫和甲基绿作为整平剂在高速再布线层电镀中的应用效果和作用机制。结果表明，甲基绿相比结晶紫分子在仅增加一个季铵化的端基的条件下，即可显著增强分子的电化学极化并实现镀层形貌平整。结合量子化学计算、电化学原位光谱及微观结构分析表征，我们发现甲基绿具有更强的静电吸附、更高的表面覆盖以及明显的多添加剂协同，从而实现对电镀铜线路形貌的精确调平。本研究阐明了三苯甲烷衍生物整平剂体系的吸附机制及筛选依据，并提出了适用于高速电镀铜应用的添加剂备选结构。

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9. 金电极表面有序分子膜的电化学原位偏振调制红外反射光谱研究

苏章菲, 陈爱成, Jacek Lipkowski

电化学（中英文） 2025, 31 (6): 2417003-. DOI: 10.61558/2993-074X.3528

摘要（13）

HTML （58）

PDF（pc）（3269KB）（889）

本综述探讨了电化学原位偏振调制红外反射吸收光谱在电极表面薄膜结构、取向和构象研究中的应用。该技术基于红外光谱表面选律，利用p偏振光在金属表面的增强和s偏振光的衰减特性，通过两者的差谱消除溶剂背景吸收，从而获取单一电极电位下表面物种的红外吸收信息。相比之下，另外两种流行的原位红外光谱技术，差减归一化界面傅立叶变换红外光谱和表面增强红外吸收光谱，需要进行电位差谱以消除本体溶液的信号。本文首先简要介绍了偏振调制红外反射吸收光谱的操作流程及消除背景吸收的方法，随后通过三个实例展示了该技术在仿生生物膜研究中的应用：束缚磷脂双层膜、大肠杆菌素在磷脂双层中的结构分析，以及金电极表面核脂单层膜的研究。最后，以氧化石墨烯在电化学还原过程中的结构变化为例，阐述了偏振调制红外反射吸收光谱在材料科学中的广阔应用前景。

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10. 原位/工况穆斯堡尔谱视角下的铁基氧还原反应电催化剂

Sumbal Farid, 王军虎

电化学（中英文） 2026, 32 (1): 2506261-. DOI: 10.61558/2993-074X.3578

摘要（10）

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开发经济高效的氧还原反应（ORR）催化剂是一项重大挑战，尤其是在寻找铂等贵金属替代材料的研究中。近年来的显著进展推动电化学研究者利用储量丰富的材料开发高效ORR催化剂，其中铁（Fe）基材料因其优异的ORR催化性能而备受关注。尽管学界已认识到Fe在提升ORR催化活性中的关键作用，但材料属性与催化性能之间的关联仍尚不明确。对于设计无贵金属ORR电催化剂而言，理解氧电催化过程中的动态变化至关重要。穆斯堡尔谱（Mössbauer spectroscopy）在解析催化体系中Fe物种的结构特征方面具有独特优势，能够助力识别活性位点、阐明催化机理。本文通过综述领域内的典型研究案例，阐明了原位/工况⁵⁷Fe 穆斯堡尔谱在各类铁基 ORR 催化材料中的应用，重点揭示了ORR催化的多个核心方面（如活性位点识别、稳定性评估、反应机理理解）。此外，本文还探讨了穆斯堡尔谱技术在该研究领域中的应用机遇与挑战，旨在揭示这一关键研究方向的潜在突破点与改进方向。

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11. 电解水用溶剂化离子交换膜的研究现状及存在问题

周正元, 孙雨涛, 刘振邦, 王传正, 周永南, 罗希, 周天池, 乔锦丽

电化学（中英文） 2026, 32 (1): 2515006-. DOI: 10.61558/2993-074X.3586

摘要（19）

HTML （20）

PDF（pc）（5762KB）（825）

溶剂化离子交换膜近年来作为电化学能源转换与存储装置的核心组件，已获得学界广泛关注。本文从基质结构分类角度，系统梳理了离子交换膜的结构组成、性能优势、研究进展、离子传导机制及现存问题，并深入解析了性能优化方法、关键性能指标及影响因素。该研究为优化离子交换膜的设计应用提供理论支撑，为未来水电解制氢、电化学储能等领域的技术发展注入新动能。

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12. 协同硼掺杂显著提升Co-N-C催化剂的氧还原反应活性

兰畅, 柏景森, 关欣, 王烁, 张楠淑, 程雨晴, 陶金晶, 楚宇逸, 肖梅玲, 刘长鹏, 邢巍

电化学（中英文） 2025, 31 (9): 2506181-. DOI: 10.61558/2993-074X.3577

摘要（1）

HTML （15）

PDF（pc）（13717KB）（731）

钴（Co）中心对含氧中间体的弱吸附能，是致使Co-N-C催化剂与昂贵的铂基催化剂在催化氧还原反应（ORR）中存在显著性能差异的主要原因。本研究通过硼酸铵共热解策略实现硼取代，从而对Co-N-C活性位点结构进行精准调控。反应中原位生成的氨气（NH₃）气体对表面进行刻蚀形成缺陷，为硼原子取代活性中心的氮原子奠定基础。精心构筑的CoB₁N₃活性中心可以赋予钴位点更高的电荷密度及与氧物种更强的吸附能，进而加速ORR动力学。如预期所示，所制备的Co-B/N-C催化剂展现出优于Co-N-C的ORR性能：半波电位提升40 mV，转换频率提高五倍。该催化剂优异的ORR活性在膜电极性能测试中同样显著，峰值功率密度达824 mW·cm^-2，取得了目前同等条件下钴基催化剂的最高水平。本工作不仅提供了先进催化剂的设计方法，更为燃料电池应用开发了一种极具前景的非贵金属ORR电催化剂。

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13. 电化学学科“十五五”发展趋势及优先研究领域

庄林, 蔡文斌, 季恒星, 李箐, 王功伟, 辛森, 赵庆, 程方益, 郭玉国, 毛兰群, 田阳, 吴菲, 张立敏, 相艳, 胡劲松, 曹睿, 肖丽, 陶华冰, 邢巍, 詹东平, 廖洪钢, 肖梅玲, 任斌, 彭章泉, 文锐, 王翔, 宋月锋, 吕厚甫, 夏宝玉, 汪国雄, 程俊, 刘智攀, 周敏, 黄冰, 李存璞, 邹雨芹, 王双印, 林海波, 魏子栋

电化学（中英文） 2025, 31 (10): 2510081-. DOI: 10.61558/2993-074X.3590

摘要（12）

HTML （125）

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为落实国家科技发展规划总体部署，在十四五的收官之年，由国家自然科学基金委员会化学科学部主办的电化学“十五五”发展规划战略研讨会于2025年8月29日在厦门成功举办。本次战略研讨会汇聚国内电化学领域的顶尖智慧，为我国电化学学科在“十五五”期间的高质量发展进行布局谋篇，对服务国家重大战略需求、提升我国电化学研究的国际竞争力具有重要意义。本文将聚焦这次战略研讨会对我国未来五年（2026-2030）电化学学科发展提出的战略需求及优先领域，由来自界面电催化、储能界面电化学、生物电化学、氢能电化学、电化学微/纳制造、电化学工况表征、电-热耦合催化、理论与计算电化学发展战略、电化学合成等9个研究方向40多位国内电化学领域领军专家，系统梳理了我国电化学基础研究与应用基础研究的发展现状，深入剖析电化学学科发展面临的核心问题与关键挑战，并结合国家重大战略需求提出未来5-10年电化学学科的前沿领域和发展趋势，进一步推动学术界形成更清晰的共识。本文所凝练的电化学学科“十五五”发展规划战略及优先领域建议，将为推动电化学学科高质量发展、支撑科技强国建设提供重要参考。

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14. 水系钠离子电池钛酸亚磷酸盐阳极：进展和展望

王明理, 苏雪颖, 单政翔, 杨书哲, 郭恒瑞, 罗浩, 晁栋梁

电化学（中英文） 2026, 32 (1): 2515008-. DOI: 10.61558/2993-074X.3579

摘要（26）

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水系钠离子电池因其较高的安全性而在水系电池领域备受关注。然而，水基电解液的特性降低了负极材料工作电位以及电化学稳定性，进而阻碍了水系钠离子电池的大规模应用。钛酸亚磷酸盐（NaTi₂(PO₄)₃，NTP）因其出色的电化学性能和可调的结构，被认为是最具实用化前景的用于水系钠离子电池的负极极材料之一。近年来，围绕NTP的研究取得了显著进展，但关于其研究现状和未来发展方向的综述仍然缺乏。在此背景下，本文首先介绍了NTP的基本特性，并深入分析了其实际应用所面临的挑战。随后，全面概述了提升NTP电化学性能的改性策略。最后，基于当前的研究状况和实际需求，提出了推动实现水系钠离子电池实际应用的建议和展望。本综述旨在为未来研究提供方向指引，推动从基础材料创新逐步过渡到工业应用，进而加速水系钠离子电池的大规模商业化进程。

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15. 锂电池热管理研究进展

李宏达, 沈秋婉, 张朝阳, 赵新悦, 魏源, 李世安

电化学（中英文） 2025, 31 (7): 2411161-. DOI: 10.61558/2993-074X.3526

摘要（7）

HTML （88）

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目前，新能源技术高速发展，储能系统广泛应用，锂离子电池在其中占据着主导地位，因此通过热管理技术保障其使用性能、安全性并延长使用寿命也至关重要。本文首先综述了锂电池热失控的诱因，并根据近年来相关文献对比了常用的三种锂电池热管理技术，即空气冷却、液体冷却和相变材料冷却。空气冷却技术因其结构简单、成本较低而被广泛研究，但控温效果较差。液体冷却技术通过液体介质的循环来带走热量，具有较好的冷却效果，但系统相对复杂。相变材料（PCM）冷却技术利用相变材料的高潜热来吸收和释放热量，能有效降低电池的峰值温度并提高温度均匀性，但导热系数低和液体泄漏是其主要问题。综上所述，锂电池热管理技术正朝着更高效、更安全和成本效益更高的方向发展。耦合冷却系统，如结合液体冷却和相变材料冷却的方法，显示出巨大的潜力。未来的研究将继续探索新的材料和技术，以满足社会和市场对锂电池性能和安全性的日益增长的需求。

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16. 模拟体液中镁合金表面PCL-TiO₂@Ag/γ-CD MOF纳米复合涂层的耐腐蚀、生物相容和抗菌性研究

萨拉·德赫甘-切纳尔, 哈米德·礼萨·扎雷, 扎赫拉·穆罕默德普尔, 玛丽亚姆·萨达特·米尔巴盖里-菲鲁扎巴德

电化学（中英文） 2025, 31 (11): 2504241-. DOI: 10.61558/2993-074X.3573

摘要（4）

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镁合金由于具有可降解性和生物相容性，被认为是生物植入物应用的有前景的候选材料。然而，其快速腐蚀仍然是实际应用的一个关键限制因素。本研究开发了一种多功能纳米复合涂层，旨在提高镁合金植入物的耐腐蚀性和抗菌性能。该涂层由表面修饰TiO₂@Ag核-壳纳米颗粒的γ-环糊精金属有机框架（γ-CD MOF）构成，并嵌入到聚己内酯（PCL）基体中（PCL-TiO₂@Ag/γ-CD MOF），与未修饰TiO₂@Ag核-壳纳米颗粒的涂层（PCL/γ-CD MOF）进行比较。模拟体液浸泡测试结果表明，虽然PCL-TiO₂@Ag/γ-CD MOF复合涂层初始的腐蚀速率高于PCL/γ-CD MOF涂层，但随着浸泡时间的推移，其性能显著改善。五天后，腐蚀抑制率达到95.44%，腐蚀速率降至1.70 mpy。此外，该复合涂层对大肠杆菌、假单胞菌和金黄色葡萄球菌均表现出较强的抗菌活性。研究证实，该涂层促进了成骨样MC3T3-E1细胞的生长和繁殖，从而具有无毒性和良好的生物相容性。本研究结果表明，PCL-TiO₂@Ag/γ-CD MOF纳米复合涂层在可降解镁合金植入物中具有良好的生物相容性、抗菌性和耐腐蚀性，在生物医学领域具有广阔的应用前景。

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17. 高压固态锂电池：电解质设计、界面工程和未来前景综述

杨诚, 梁子欣, 张茗赟, 陈明哲, 张凯, 周丽敏

电化学（中英文） 2025, 31 (10): 2515003-. DOI: 10.61558/2993-074X.3568

摘要（32）

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固态锂电池因其优异的安全性能而成为大规模储能领域的研究热点。与锂金属阳极匹配的高压正极材料的发展使固态锂电池的能量密度接近甚至超过了基于液体电解液的锂电池。然而，在高电压条件下（> 4.3 V），固态电解质组分分解、结构退化和界面副反应会显著降低高压固态电池性能，阻碍其进一步发展。本文综述了高压固态锂电池中无机电解质、聚合物电解质和复合电解质的最新研究进展。同时，详细介绍了高压凝胶固体电解质和高压准固体电解质的设计。此外，界面工程对于提高高压固态电池的整体性能至关重要。最后，我们总结了高压固态锂电池面临的挑战，并对未来的研究方向提出了自己的看法，以期对未来的研究具有指导意义，推动高压固态锂电池的发展。

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18. 后酰胺化和直接酯化法制备铟锡氧化物基氧化还原活性单层膜及其光谱电化学特性分析

相乐隆正, 中居沙映, 与夫龙介, 小仁翔太

电化学（中英文） 2025, 31 (6): 2417002-. DOI: 10.61558/2993-074X.3530

摘要（3）

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PDF（pc）（1877KB）（610）

光学透明电极上构筑具有氧化还原活性的单层结构是光谱电化学传感的典型平台。源于其多维传感信号的可用性，需要使用更加复杂精致的平台。此外，同时监测氧化还原电流和与氧化态变化同步的颜色变化可显著提高灵敏度和选择性。本研究旨在探索采用有序取向的紫精单层修饰铟锡氧化物（ITO）电极的方法及相关特性。通过利用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺（EDC/NHS）的缩合反应，开发出了将带有羧基的紫精分子固定以形成组装单层的新方法。两种固定化方法中，一种方法涉及两个步骤，首先形成芳香族硅氧烷基底层，然后通过后酰胺化作用，以酰胺连接的方式将紫精衍生物固定在基底层上。另一种方法是在ITO表面的羟基和紫精衍生物的羧基之间直接建立酯连接。后一种方法还可用于ITO表面近距离固定二茂铁基。利用平面偏振光斜入射的电位调制紫外-可见透射吸收光谱测量技术，确定了还原型紫精的纵轴方向。利用电位调制透射吸收信号的频率依赖性数据分析了电子转移动力学，并进一步比较了两种固定方法制备的紫精修饰电极与用3-氨基丙基三乙氧基硅烷制备的最常用基底层进行后酰胺化修饰的ITO电极的性能。

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19. 碳载铂镍八面体纳米粒子作为质子交换膜燃料电池阴极催化剂的性能研究

丰紫薇, 陈海忠, 段骁, 唐玲, 赵云昆, 黄龙

电化学（中英文） 2026, 32 (1): 2515009-. DOI: 10.61558/2993-074X.3588

摘要（4）

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PDF（pc）（3167KB）（559）

质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种有前景的能量转换装置，但其大规模商业应用受制于高昂的成本和较低的性能。PEMFC的性能主要受限于阴极氧还原反应（ORR）的动力学。铂是对氧还原反应催化活性最高的单金属，但是其性能仍难以满足商业化应用。前期研究表明，铂镍八面体纳米粒子（oct-PtNi-NPs）在半电池中具有优异的ORR活性，但其在膜电极组件（MEA）中的性能报道较少。本论文研究了碳载铂镍八面体纳米粒子（oct-PtNi/C）作为阴极催化剂的膜电极组件性能。研究结果表明，温和的酸洗条件可溶解oct-PtNi/C表面不稳定的镍原子，得到PNC-A催化剂；以PNC-A催化剂为阴极催化剂的MEA性能得到提高：当阴极铂负载量为0.2 mg∙cm^-2时，MEA的最大功率密度达到1.0 W∙cm^-2，比使用商用Pt/C作为催化剂时高15%；经30,000圈加速老化实验后，使用PNC-A催化剂的MEA的性能保持率为82%，高于Pt/C（74%）。本论文研究了使用PNC-A催化剂作为PEMFC阴极催化剂的可能性，并发现该催化剂提高了PEMFC的性能，同时降低了贵金属铂的用量。

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20. 离子液体增强质子转移并促进中性析氧反应

陈明星, 刘念, 杜子翯, 齐静, 曹睿

电化学（中英文） 2025, 31 (7): 2515001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3549

摘要（14）

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PDF（pc）（2537KB）（516）

中性析氧反应对于新能源转换与存储领域而言意义十分重大。然而，缓慢的质子耦合电子转移步骤限制了析氧反应的整体效率。因此，开发高活性的中性析氧催化剂具有十分重要的研究价值。本文通过一种简便的策略成功制备出离子液体（IL）修饰的CoSn(OH)₆纳米立方体（CoSn(OH)₆-IL）。修饰的离子液体并未改变CoSn(OH)₆的结构特征，但可有效调控活性位点附近的质子活性。与未经修饰的CoSn(OH)₆纳米立方体相比较而言，CoSn(OH)₆-IL对中性析氧反应展示出更高的本征活性。例如，在1.8 V（相对于可逆氢电极）的电压下，CoSn(OH)₆-IL的析氧电流密度是CoSn(OH)₆的4倍。根据pH依赖性实验、原位电化学阻抗图谱、化学探针实验和同位素效应等测试结果可以得出，CoSn(OH)₆-IL催化剂中的界面离子液体可以作为质子转移介体，促进中性析氧反应的质子转移速率并提高析氧中间体的表面覆盖度，有效降低活化能垒，最终能够加速析氧反应动力学。这项工作提供了一种简单且有效的策略促进质子耦合电子转移过程，并有利于指导析氧催化剂的合理设计。

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21. 介孔碳质子交换膜燃料电池结构与传输阻力仿真分析

邓豪, 刘佳, 侯中军

电化学（中英文） 2025, 31 (5): 2514001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3546

摘要（26）

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PDF（pc）（4423KB）（433）

介孔碳载体可通过纳米孔限域Pt沉积缓解磺酸根中毒问题，但其形态特征对氧传输的影响机制尚不明确。本研究结合碳载体形态模拟与改进的催化层团聚体模型，构建了阐明催化层孔结构演化、Pt利用率及氧传输过程的数学模型。结果表明，局部传质阻力主要由三个因素主导：（1）决定氧通量的活性位点密度；（2）决定最短传输路径的离聚物膜厚度；（3）影响实际路径长度的离聚物-Pt表面积比。在低离聚物/碳比例（I/C比）条件下，活性位点不足导致局域传输阻力显著增加（因素1主导）；而高I/C比虽提升离聚物覆盖率，但膜厚增大会削弱传质（因素2-3主导）。大尺寸碳颗粒因降低外比表面积并增加离聚物厚度，导致局域传质阻力净升高。随着纳米孔内Pt占比或Pt质量分数增加，孔内Pt密度升高加剧孔道堵塞，导致活性位点减少并增加离聚物厚度及表面积，进一步增大传质阻力。同样地，Pt载量降低导致活性位点减少，氧传输阻力线性增加。本研究强调需协同优化载体形态、Pt分布及离聚物含量，在平衡催化活性与传质效率的同时抑制孔道堵塞，研究结果可以为高性能介孔碳催化剂设计提供系统化理论指导。

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22. 中国化学会第二十三次全国电化学大会圆满落幕——中国电化学专委会会刊《电化学（中英文）》（J. Electrochem.）亮相大会

电化学（中英文） 2025, 31 (11): 2-.

摘要（0）

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23. 化学镀钴过程中添加剂糖精对结晶取向的调控

罗雨欣, 王静静, 王露, 闫子一, 马艺, 薄鑫, 党静霜, 王增林

电化学（中英文） 2025, 31 (8): 2412231-. DOI: 10.61558/2993-074X.3533

摘要（13）

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在化学镀钴过程中，我们发现添加剂糖精的加入可明显改变化学镀钴层表面的形貌、织构取向及镀层的导电性。研究表明，当糖精添加量为3 mg·L^-1时，钴镀层由无序大晶粒转变为蜂巢状结构，具有密排六方（HCP）钴晶体的（002）择优取向，其电阻率降低至14.4 μΩ·cm，经过热处理后，电阻率进一步降低至10.7 μΩ·cm，这对于其在芯片中的应用具有重要价值。当糖精浓度升高时，晶粒逐渐细化，呈现“石林”状结构，择优取向不变，而糖精的加入在一定程度上提高了镀钴膜的纯度。通过密度泛函理论对钴镀层结晶行为的研究表明，糖精分子可吸附于钴密排晶面的特定c位点，抑制abc堆积方式生长，诱导晶体按ab堆积方式生长，从而实现HCP（002）晶面的择优生长。

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24. 消解和电化学检测饮用水二氧化锰颗粒的方法

Kayla Elliott, Sarah Jane Payne, Zhe She

电化学（中英文） 2025, 31 (11): 2417004-. DOI: 10.61558/2993-074X.3572

摘要（5）

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开发饮用水中污染物的检测方法对于确保向消费者提供安全的饮用水至关重要。尽管锰（Mn）过去仅被认为是影响外观的问题，但近年来的流行病学数据表明，锰对人体神经系统具有负面影响，尤其是对儿童的。这一发现促使加拿大卫生部和世界卫生组织（WHO）制定了新的健康风险的管理指南。在饮用水中，锰主要以二价锰（Mn(II)）和四价锰（Mn(IV)）的形式存在，并通常依据总锰含量进行监管。目前尚无文献报道使用电分析方法对颗粒态锰进行检测。在这份研究中，我们优化了一种使用亚铁离子（Fe²⁺）消解不溶性二氧化锰（MnO₂）颗粒的程序，以便使用循环伏安法（CV）进行锰的检测。研究并优化了Fe²⁺浓度、pH值及消解时间等条件。研究发现，在化学计量比理想与非理想的条件下均可实现MnO₂的消解，但在化学计量比恰当时效果最佳。循环伏安法在使用玻碳电极的条件下，能良好的检测不同浓度的颗粒态锰。经过4.5小时消解后，CV的检出限为0.3 mmol·L^-1；而在24小时消解后，检出限达到0.1 mmol·L^-1。Cu²⁺和Fe³⁺离子的存在会影响该消解和检测方法的效果，表明该方法可能具有多重检测的潜力。同时发现Mn²⁺的存在会增强锰检测信号，说明这个方法具有同时检测可溶性与不溶性锰的潜力。该消解及检测方法简便，为饮用水中总锰的检测提供了新的方法。

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25. 对电化学十大科学问题之二“如何理解和调控金属Li负极成核/生长及枝晶抑制策略?”的回应——调控锂金属成核与生长以抑制枝晶：从液态电解质电池到固态电池

杜澳, 张娟, 徐攀, 李亚捷, 易康宇, 沈珍珍, 葛慧琳, 章广文, 张超辉, 王昱昊, 赵辰孜, 徐萌扬, 揭育林, 文锐, 焦淑红, 施思齐, 张强, 杨春鹏, 郭玉国

电化学（中英文） 2025, 31 (11): 2516001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3594

摘要（5）

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锂金属负极的理论容量高达3860 mAh·g^-1，被视为开发下一代高能量密度电池的核心基础。然而，其实际应用受到多项关键挑战的阻碍，包括枝晶形成、不稳定的固体电解质界面（SEI）、与电解质的副反应，以及由此引发的安全风险。本综述系统探讨了液态和固态电池体系中锂的成核、生长与脱嵌机制，深入分析了理解枝晶生长成因至关重要的关键理论概念，如异相成核热力学、表面扩散动力学、空间电荷效应及 SEI 诱导成核。此外，综述还讨论了导致 SEI 降解和死锂形成的电化学-力学耦合失效问题。针对液态电池体系，综述提出了抑制枝晶形成与SEI不稳定性的策略，包括电解质优化、人工SEI设计及电极骨架设计。在固态电池方面，综述对聚合物、硫化物和卤化物电解质相关的界面挑战进行了细致分析，并针对不同类型的固态电解质总结了相应的解决方案。同时，综述强调了先进表征技术与计算模拟在理解和调控锂金属-电解质界面过程中的重要性。展望未来，综述指出了未来的研究方向：需重视跨学科方法的整合，以应对这些相互关联的挑战。通过解决这些问题，锂金属电池的快速商业化与广泛应用之路将更加清晰，使我们更接近实现稳定、高能量密度的电池，从而满足各行业现代储能应用日益增长的需求。

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26. 局域电场耦合Cl⁻固定策略提升海水氧还原反应性能

刘育荣, 张淼, 于彦会, 刘亚琳, 李静, 史晓东, 康振烨, 吴道雄, 饶鹏, 梁颖, 田新龙

电化学（中英文） 2025, 31 (9): 2504132-. DOI: 10.61558/2993-074X.3566

摘要（18）

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开发适用于海水电解质的高性能氧还原反应（ORR）电催化剂是实现海水锌空气电池（SZABs）发展的关键。本文提出了一种在双金属单原子催化剂中构建局域电场耦合氯离子固定策略，所制备催化剂在海水电解质中表现出优异的ORR性能，其半波电位（E_1/2）高达0.868 V，组装的SZABs最大功率密度（P_max）达182 mW·cm⁻²，显著优于商用Pt/C催化剂（E_1/2: 0.846 V；P_max: 150 mW·cm⁻²）。原位表征和理论计算结果表明，铁位点比钴位点具有更强的氯离子吸附亲和力，能够在ORR过程中优先吸附海水中的氯离子，并通过同离子排斥效应构筑低氯离子浓度的局域微环境，从而抑制氯离子对钴活性中心的吸附和腐蚀，实现优异的催化稳定性。此外，铁-钴原子对之间的定向电荷迁移形成局域电场，优化了钴位点对含氧中间体的吸附能，进一步提升ORR催化活性。

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27. 离子液体中的真空一致电化学与氧化物外延相结合

松本雄司

电化学（中英文） 2025, 31 (6): 2415004-. DOI: 10.61558/2993-074X.3541

摘要（4）

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我们将最先进“真空一致电化学”技术引入到氧化物与离子液体（IL）界面的研究中。脉冲激光沉积（PLD）是实现纳米级制备高质量氧化物外延薄膜的强大而最精细的技术之一。另一方面，电化学是一种简单、非常灵敏且无损的固液界面分析技术。为了确保此类外延氧化物薄膜以及块状氧化物单晶与IL接口实验的可重复性，我们采用了自制的以IL为电解质的PLD电化学（EC）系统。该系统允许进行从制备定义明确的氧化物电极表面到其电化学分析的全真空实验。研究主题包括氧化物自身特性（如载流子密度和相对介电常数）的电化学评估，以及与IL接触的氧化物的界面特性（如平带电势和双电层电容），最后是对全固态电化学的未来展望。

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28. 全钒液流电池用电极材料的研究进展

王文琪, 金杰, 汪丽敏, 刘馨月, 程涛, 厚镛, 薛涵, 王志宇, 刘博, 刘佳保, 路旭斌

电化学（中英文） 2026, 32 (2): 2507081-. DOI: 10.61558/2993-074X.3589

摘要（6）

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全钒液流电池的活性物质存在于电解质中，电极不参与反应，但电极是VO²⁺/VO₂⁺ 和V²⁺/V³⁺活性物质吸附，进行电子传递与离子转换的有效场所。促进VO²⁺/VO₂⁺和V²⁺/V³⁺反应的缓慢电荷转移特性是目前全钒液流电池电极材料研究工作的瓶颈，这主要是由于电极催化性能差以及催化剂与电极的附着力弱造成的。针对课题研究进展及以上关键科学问题，本文对当前全钒液流电池用电极材料的设计与制备方法进行了综述。首先，综述了全钒液流电池的发展历史、工作原理、应用现状以及具有的优缺点；其次，就全钒液流电池在国内外的研究现状，以及发展至今存在的问题进行了归纳分析；再次总结了全钒液流电池电极材料的分类，详述了各类电极的优缺点；最后，梳理了碳基电极材料的制备及在全钒液流电池中的应用，为未来构筑高效双功能催化剂提供借鉴和实现高效、稳定的全钒液流电池提供方法和基础。

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29. 吡啶添加剂改善磷酸铁锂储能电池循环性能研究

王鹏程, 李定昌, 李君涛, 卢光波, 王铈汶

电化学（中英文） 2025, 31 (12): 2506131-. DOI: 10.61558/2993-074X.3584

摘要（5）

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锂离子电池作为储能行业的新宠，发展迅速。如何匹配光伏协同使用，做到光储同寿是行业的关注焦点之一。为匹配光伏使用寿命，储能电池的循环寿命需要与光伏持平。基于以上需求，本研究针对电池循环寿命提升进行了研究，开发了一种吡啶功能性添加剂。该添加剂优先于碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯在负极表面发生还原反应，促使负极界面形成富含氮、氟等元素的固体电解质界面膜，此界面膜能够有效抑制电解液在石墨负极表面的副反应，降低循环过程中活性锂损失，因此，吡啶的加入可以显著提升石墨||磷酸铁锂（Gr||LFP）软包电池的循环性能。同时在100%荷电状态电池高温存储的测试中，含有吡啶的电池容量衰减也有所减缓。另外，对吡啶的用量进行了评估，结果表明，使用含0.5wt% 吡啶电解液的Gr.||LFP软包电池综合性能最优。

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30. 三维三聚氰胺碳海绵/碘化钠复合材料作为钠离子电池正极材料的研究

黄倩莹, 刘悦, 林子鑫, 郑淑怡, 梅婷婷, 唐宇婷, 张颖鹤, 刘军

电化学（中英文） 2025, 31 (5): 2501081-. DOI: 10.61558/2993-074X.3534

摘要（3）

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钠碘（Na-I）电池作为一种潜在的可替代锂离子电池的储能装置，展现出良好的发展前景。然而，其实际应用受到导电性差、热稳定性不足以及多碘化物溶解与穿梭效应的限制。在本研究中，我们报道了一种通过碳化商用三聚氰胺海绵制备碳海绵（MC）的新方法。所制备的MC具有独特的自生长碳纳米管结构，能够为多碘化物提供物理和化学吸附，从而有效改善Na-I2电池的电化学性能。实验结果表明，NaI/MC电极大幅降低了电化学阻抗，并减少了多碘化物的溶解效应。NaI/MC正极在200次循环测试中平均放电容量为92.75 mAh·g^-1，同时库仑效率稳定维持在94%。本研究成果展示了在储能钠离子电池领域潜在的应用前景。

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