中南大学周江教授团队在ChemSusChem发表了题为Issues and Opportunities Facing Aqueous Mn2+/MnO2-based batteries的前瞻性综述文章，对目前水系电池研究热点之一的二氧化锰溶解沉积反应（Mn2+/MnO2 反应）的发展历程和研究现状进行了探讨。文章重点讨论了基于Mn2+/MnO2反应的水系电池，特别是水系锌锰电池的反应机理，及其存在的挑战、改性策略和在电化学储能应用中的发展前景。
近年来，随着对大规模储能需求的逐渐增加，二次电池得到了快速发展。其中，水系锌电池因其绿色环保、无毒性、低成本等优势成为下一代储能体系的有力竞争者。最近几年，二氧化锰的溶解沉积反应吸引了大量研究者的关注和探索，因其二电子反应的高容量和沉积反应的无正极特性而成为研究热点。目前报道的基于溶解沉积反应的水系电池主要包括锌锰电池和其他负极（铜、铅、氢负极等）的电池，根据电解液的成分还可以分为硫酸盐基和醋酸盐基电池。然而，溶解沉积反应复杂的机理和不规范的电池测试条件，使得对电化学性能的评估和比较变得尤为困难。同时，该领域仍然存在着反应机制不清晰、改性手段较欠缺的问题。 中南大学周江教授团队在ChemSusChem期刊上发表前瞻性综述文章，对近年来基于Mn2+/MnO2 反应的研究进展进行了总结，针对存在问题和改性策略提出了新观点。文章针对硫酸盐基电池中Mn2+/MnO2 反应所需要的强酸性环境及其带来的负极腐蚀问题进行了讨论，提出了负极保护和解耦策略等改性方法。而对于醋酸盐基溶解沉积的低反应电压和二氧化锰剥离等特殊现象，文章也提出了观点，认为低反应电压来自于醋酸根对氢离子浓度的影响并依据能斯特方程进行了相关计算，其结果吻合已报道文章的数据。此外，类似于高浓度氢离子对溶解反应的促进，文章认为由于醋酸根对锰离子的络合作用，低浓度的锰离子同样能够促进溶解反应正向进行。值得注意的是，不同于之前报道的文献，文章认为作为反应中间物的三价锰离子并非不存在于醋酸盐体系中，并可能是二氧化锰剥离的来源之一，相关问题仍需进一步研究。最后，文章还对基于Mn2+/MnO2 反应的水系电池的性能测试与评估提出了观点与建议，并对其未来发展前景进行了展望。 论文信息 Issues and Opportunities Facing Aqueous Mn2+/MnO2-based batteries Zhexuan Liu, Dr. Liping Qin, Prof. Bingan Lu, Prof. Xianwen Wu, Prof. Shuquan Liang, Prof. Jiang Zhou ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202200348
