近日，中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋团队提出了一种基于Br^-辅助MnO₂放电的混合型液流电池，具有能量密度高、可逆性高的优势。

　　液流电池（FBs）由于安全性高、寿命长、效率高等优势，在大规模储能领域受到了广泛关注。然而，目前液流电池能量密度较低，一定程度上限制了其进一步发展。Mn²⁺/Mn³⁺具有电极电位高、溶解度高、电化学动力学良好、成本低等优势，在高能量密度液流电池中有较好的前景。然而，氧化态Mn³⁺面临严重的歧化副反应容易导致“死锰”的积累，影响电池的能量密度、可逆性和循环稳定性。

　　本工作中，该团队通过在Mn²⁺的酸性电解液中引入Br^-，在充电过程中，Br^-/Br₂（1.08V vs. SHE）和Mn²⁺/Mn³⁺（1.56V vs. SHE）两个电化学过程在电极上依次发生，并且伴随Mn³⁺到MnO₂的歧化副反应。对于放电过程，未歧化的Mn³⁺和部分MnO₂在电极表面被还原成Mn²⁺；随后，部分Br₂被还原成Br^-并且可以与电极上残留的MnO₂发生化学反应生成Br₂继续参与放电，通过化学—电化学放电提高整个充放电过程的可逆性。

大连化物所开发出高能量密度锰基混合单液流电池

　　基于上述设计，该团队以Cd/Cd²⁺作为负极组装成全电池（BMFB），该电池可在80mA/cm²下稳定运行超过500次循环，电池的能量密度超过360Wh/L；以硅钨酸（SWO）作为负极组装的电池可以稳定运行超过2000次循环。上述设计方案为开发高能量密度、长寿命的锰基电池体系提供了理论指导和技术支持。

　　相关研究成果以“Bromine Assisted MnO₂ Dissolution Chemistry: Toward a Hybrid Flow Battery with Energy Density of over 300 Wh L^-1”为题，发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。该工作的第一作者是大连化物所博士研究生刘韵。上述工作得到国家自然科学基金、中科院电化学储能技术工程实验室、中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”等项目的支持。

　　文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202213751