Xu Liu, Haiyan Yu, Xiaotong Deng, Jianyue He, Xuri Zhang, Junjie Huang, Zengrong Wang, Chenjing Liu, Xin Zhang, Gang He*. Angew. Chem. Int. Ed. 2026, DOI: 10.1002/anie.202522442

中性水系有机液流电池（AORFBs）作为新能源配套储能技术的重要候选体系，其整体能效由有机电解质材料的理化特性决定。然而，传统经验探索的“试错法”设计方案往往缺乏普适性理论指导，导致材料性能参差不齐，尤其在高浓度电池性能中普遍存在溶解度-稳定性权衡难题。紫精衍生物因独特的光电响应特性以及结构可调性，已成为中性AORFB负极电解液设计的理想模板。当前主流的分子设计策略聚焦于对双吡啶母核结构的功能化修饰，进一步衔接末端N-烷基化反应构筑亲水性功能层，从而实现溶解度的梯度提升。然而，固有的碱性降解机制——在碱性工况下，吡啶C-N键受到亲核攻击解离（SN2反应）——严重制约电池循环寿命。深层次问题在于，紫精电解质与溶剂水分子间的动态溶剂化效应对结构稳定性的调控规律尚未阐明。

图1. 由大型语言模型驱动的文献信息提取流程

本工作率先利用大型语言模型（LLMs）的机器学习策略，经过1300多项AORFB研究训练，用于预测具有邻位二羟基基团的手性紫精。这种键合网络形成了一种动态、pH适应性的“溶剂化装甲”，稳定了紫精母体结构。R-/S-对映体的溶解度比RS-外消旋体高1.66倍。分子模拟和原位光谱证实，二羟基基团通过溶剂化结构保护反应性C-N键，从而增强紫精在pH=11范围内的稳定性。基于此，对称电池（1 M）在3652次循环中实现了99.42%的容量保留率。1 M R基AORFB在533次循环中保持100%容量，优于[(NPr)2V]Cl4（94.92%）和磺酸改性紫精[(SPr)2V]（65.49%）。此外，kg-Ah级手性紫精的规模合成以及电堆测试（2 M）得到成功验证，证明手性紫精具有极大的产业化潜力。

图2. 手性紫精的结构示意图和电池性能测试

第一作者：西安交通大学助理教授刘旭

通讯作者：西安交通大学何刚教授

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202522442