钱逸泰院士/冯金奎/田园Mater. Today：用于先进水系可充电池的MXenes及其衍生物

水系电池具有高安全性、低成本、环境友好等优点，是新兴的电源。然而，电化学稳定性窗口窄、活性材料溶解、枝晶生长和循环寿命短等几个关键问题阻碍了水系电池的实际应用。近来，用于水系电池的二维MXenes及其衍生物由于其特殊性而取得了令人鼓舞的重大进展。

中国科学技术大学钱逸泰、山东大学冯金奎、田园等系统回顾了MXenes及其衍生物在水系锌离子、锂离子、钠离子和双离子电池方面的最新进展，包括正极制备、负极设计和电解液优化等。

图1 各种MXene基水系电池

作者首先介绍了水系电池的基本背景，包括它们的分类、水系电解质、正极、负极、粘结剂和导电添加剂的优势和挑战。然后，总结了MXenes及其衍生物在电化学储能方面的优越性。

随后，全面总结和讨论了MXenes及其衍生物在提高水系锌离子、钠离子、锂离子和双离子电池电化学性能方面的设计策略和内在机制。最后，提出了对MXenes及其衍生物用于各种水性可充电池的未来设计策略的展望。

图2 MXenes及其衍生物在用于水系可充电池正/负极和电解质设计中的概述

MXenes及其衍生物具有二维性质、机械柔韧性、优异的金属导电性、亲水性等特殊特性，在水系可充电池中作为正极、负极、集流体、导电粘结剂和电解质添加剂显示出广阔的应用前景。

MXenes及其衍生物可以显著稳定正极/负极，提高正极/负极的电导率，加速离子/电子传输，提高循环稳定性和倍率性能，抑制有害的枝晶生长等。该综述可为具有高能量密度和高安全性的先进水系可充电池的设计提供指导。

图3 MXenes及其衍生物用于水系可充电池的挑战和发展概述

MXenes and their derivatives for advanced aqueous rechargeable batteries. Materials Today 2021. DOI: 10.1016/j.mattod.2021.11.021

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