水系锰金属电池因其天然丰度、安全性和高能量密度而成为下一代有希望的候选者。然而，Mn金属负极的高化学反应活性和缓慢的迁移动力学分别诱导了严重的析氢反应（HER）和枝晶的形成。特别是在低浓度电解液中，该种情况更加严重。

在此，吉林大学杜菲、张冬、姜 珩等人提出了一种在 Mn 金属负极表面构建富含 Mn 的界面层 （Mn@MIL）。研究显示，Mn@MIL 充当物理屏障，不仅可以抑制 HER，还可以加速通过 Mn2+饱和界面层的 Mn2+扩散动力学，以抑制枝晶生长。因此，在低浓度电解质 （1 M MnCl2） 中，Mn||Mn 对称电池和 Mn|| V2O5全电池表现出良好的循环稳定性和最小的极化。

图1. 不同电池系统对枝晶和HER的抑制示意图

总之，该工作在锰金属负极表面开发了富锰界面层（6 M Mn@MIL），以同时实现低浓度电解质（1 M MnCl2）中抑制析氢和枝晶生长。结果显示，Mn@MIL中的高Mn2+浓度可以通过增加负极表面附近的离子浓度来促进Mn2+迁移动力学从而抑制枝晶生长。

基于此，Mn金属负极的循环可逆性显着提高，并且Mn||V2O5全电池可在低浓度电解液中实现增强的循环性能。因此，该项工作将促进了水系锰电池的进一步发展和广泛应用。

图2. 电池性能

文献信息

An Mn-Enriched Interfacial Layer for Reversible Aqueous Mn Metal Batteries,Nano Letters2024 DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c03815