综述：MXene材料在储能领域的新视野：超越传统电极应用的机遇与挑战

（编辑推荐）本综述系统阐释了二维过渡金属碳/氮化物（MXenes）在储能系统中的多功能应用，涵盖电极宿主、导电剂、集流体、隔膜修饰等创新方向。其超高电导率（24,000 S cm?1 ）、可调表面终端和独特二维结构，为锂硫（Li-S）电池、固态电池等体系解决了体积膨胀、枝晶生长等关键难题，推动高效安全储能技术发展。

　　

Abstract
MXene材料因其独特的二维结构、超高电导率（高达24,000 S cm^?1
）和可调控表面化学性质，正在重塑储能技术格局。这类过渡金属碳/氮化物不仅作为电极活性材料表现出色，更在集流体、粘结剂、隔膜等功能组件中展现出变革性潜力。

Introduction
自2011年发现以来，MXenes家族已拓展至40余种实验合成成员，理论预测变体超过百种。其层状结构赋予材料超高比表面积和机械强度，而表面丰富的-O、-F等终端基团则为化学修饰提供了理想平台。在锂离子电池、锂硫电池、锌离子电池等体系中，MXenes通过多重机制提升性能：作为硫/硒/硅等活性物质的宿主，缓解体积膨胀并增强电子传导；作为集流体时优化界面接触，抑制锂枝晶生长；改性隔膜则可有效阻挡多硫化物穿梭效应。

Hosts for conductive materials
MXenes的二维层间空隙为活性物质提供了理想的负载空间。以锂硫电池为例，Ti₃
C₂
T_x
MXene的导电网络使硫正极容量提升至1,200 mAh g^?1
以上，同时表面含氧终端通过化学吸附作用显著缓解多硫化物溶解。对于硅基负极，MXenes的机械缓冲作用使材料在300%体积膨胀下仍保持结构完整。

Conclusion and future prospects
尽管MXenes在实验室规模取得突破，其实际应用仍面临氧化敏感性、规模化制备等挑战。未来研究需聚焦材料降解机制、成本控制及与现有产线兼容性。通过跨学科协作解决这些问题，MXenes有望推动储能器件向更高能量密度、更长循环寿命迈进。

Declaration of competing interest
作者声明无利益冲突。

Acknowledgements
本研究获沙特国王大学科研资助支持（项目编号KFU251981）。