河南师范大学刘耀智EES：解读水系锌锰电池中Mn2+溶解的“锰”太奇效应

本文以水系锌锰电池为背景，聚焦MnO2正极中Mn2+溶解这一普遍现象，旨在辩证分析其双重角色——既是活性材料不可逆损失的原因，也是实现双倍容量贡献的关键。研究梳理了从单电子转移（抑制Mn2+溶解）到两电子转移（促进并提高其可逆性）的认知演变，提出通过定量分析将MnO2分为四个组分（单电子活性、两电子活性、不可溶Mn2+、死锰）。引入性能参数κ（判断主导机制）和ω（识别衰减主因），分别针对不同类型的容量衰减或储能机制，建立优化策略。结论强调，Mn2+溶解具有对立统一关系，pH调控、界面设计、再沉积增强、溶剂化结构优化、催化剂引入及先进原位表征等可促进高可逆性的两电子反应，为高能量、长寿命水系锌锰电池的开发提供理论指导和系统评估方案。