固-液转变反应为高容量电化学储能系统奠定了基础，但实现高效率仍然是一个挑战。

近日，在热力学和动力学方面，中南大学梁叔全教授，Guozhao Fang，湘潭大学Zhigao Luo首次证明了界面H⁺浓度和Mn²⁺迁移空间位阻对Zn-Mn电池高效沉积/溶解化学的重要作用。

文章要点

1）根据能斯特方程，甲酸根阴离子的引入可以缓冲产生的界面H⁺以稳定界面电位，从而激发高容量。与乙酸根和丙酸根阴离子相比，甲酸根阴离子还在阴极表面上提供高吸附密度，以屏蔽由于小的空间位阻引起的静电排斥。特别是对于溶剂化的Mn²⁺，在逐步去溶剂化过程中，甲酸根阴离子诱导的速率决定步骤的较低能垒导致较低的极化和较高的电化学可逆性。

2）原位测试和理论计算证实了含有甲酸根阴离子的电解质在离子浓度和离子迁移空间位阻之间实现了良好的平衡。实验结果显示，添加甲酸根阴离子添加剂的ZMBs具有最佳的综合电化学性能，表现出531 W·h·kg^-1的高能量密度，循环寿命超过300次，无明显衰减。

该工作为界面化学的合理设计提出了新的评价因素和综合考虑因素，也为其他基于固-液转变反应的电化学储能技术提供了新的思路。

参考文献

Zhexuan Liu, et al, Balanced Interfacial Ion Concentration and Migration Steric Hindrance Promoting High-Efficiency Deposition/Dissolution Battery Chemistry, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202204681

https://doi.org/10.1002/adma.202204681