Aqueous Manganese-Based Energy Storage Systems: Electron-Lattice Coupling, Interfacial Charge Transfer, and Non-Equilibrium Transport

作者：Sida Deng, Wang Jiuzhou, Xiaosha Cui, Fu Jiecai, Zhang Zhenxing, Yaxiong Zhang, Erqing Xie · 发表于：Acta Physica Sinica · 年份：2026 · DOI：10.7498/aps.75.20260715 · 研究领域：Electrocatalysts for Energy Conversion、Supercapacitor Materials and Fabrication、Advanced battery technologies research

水系锰基储能体系兼具高安全性、低成本与较高理论容量，是面向规模储能的重要候选体系．然而，多价离子强水合、强静电相互作用及锰氧化物可变价结构，使其储能过程同时受电子-晶格耦合、固液界面电荷转移和多孔电极非平衡输运支配．本文从物理学视角梳理水系锰基电极中的三个关键问题：Mn 3+ 轨道简并诱发的Jahn-Teller畸变及其晶格动力学后果；界面极化场、局域电荷分布与溶剂化结构对Zn 2+ 脱溶剂化和电荷转移能垒的调控；高载量电极中活化、溶解-沉积、相重构与离子输运受限的耦合机制．在此基础上，本文进一步总结多电位阶跃、原位谱学、电化学阻抗与物理建模在动力学参数解析中的作用．最后，针对多价离子关联输运、宽温储能物理和真实工况下界面稳定性等问题进行展望，以期为水系锰基储能体系的物理理解与材料设计提供参考．