综述：MXene/过渡金属硫化物复合材料在储能应用中的研究进展

（编辑推荐）本综述系统阐述了二维导电材料MXene与过渡金属硫化物（TMSs）复合体系的协同效应，重点探讨其在超级电容器（SCs）中的电化学性能提升机制。通过分析MXene的高导电性、表面可调性与TMSs的多价态氧化还原特性，揭示了复合材料在比容量、循环稳定性及电荷传输动力学方面的突破性进展，为下一代储能器件设计提供理论支撑。

　　

Abstract

过渡金属硫化物（TMSs）凭借其独特的物理化学性质成为储能领域的研究热点，而MXene作为新型二维导电材料，与TMSs复合后显著提升了电极材料的电化学性能。本文详细综述了MXene/TMSs复合材料在超级电容器中的应用进展，通过实验数据解析了二者协同作用机制，并对未来挑战与发展方向提出前瞻性见解。

Introduction

全球能源转型背景下，开发高效储能器件迫在眉睫。超级电容器（SCs）因功率密度高、循环寿命长等特点备受关注，其性能核心取决于电极材料设计。TMSs（如MoS₂
、NiCo₂
S₄
）具有丰富的氧化还原位点和层状结构，但导电性差和体积膨胀问题制约其应用。2011年问世的MXene（M_n+1
X_n
T_x
）通过MAX相选择性刻蚀获得，具备超高电导率（>10⁴
S/cm）和可调控表面基团（-OH/-F/-O），但易发生层间堆叠。

研究发现，MXene/TMSs复合材料可完美互补：MXene的导电网络加速电子传输，其亲水表面促进电解质渗透；TMSs则贡献高理论容量（如CoS₂
达1,000 mAh/g）和催化活性。通过XRD、TEM等技术证实，二者界面强耦合可抑制TMSs的体积膨胀，同时MXene的机械柔性缓冲了循环应力。

MXenes及其金属硫化物复合材料在超级电容器中的应用

MXene/TMSs复合策略主要包含三种：①原位生长法（如Ti₃
C₂
T_x
表面垂直生长MoS₂
纳米片），形成三维开放结构提升比表面积；②静电自组装（带正电的NiS与负电MXene结合），实现分子级均匀分散；③模板法构建多孔异质结。电化学测试显示，Ti₃
C₂
/WS₂
复合材料在1 A/g电流密度下比电容达1,235 F/g，远高于单一组分，归因于MXene促进电荷再分配及硫化物暴露更多活性边缘位点。

Conclusion, challenges and future aspects

尽管MXene/TMSs复合材料展现出卓越的储能性能，仍面临三大挑战：①MXene在潮湿环境中易氧化降解，需开发新型封装技术；②TMSs在长循环中相变机制尚不明确，需结合原位表征技术解析；③规模化制备时界面控制难度大。未来研究应聚焦原子级界面工程、人工智能辅助材料筛选，以及柔性器件集成化设计，推动该体系走向实际应用。