综述：MXenes在超级电容器中的实用性：最新趋势、考量因素与未来展望

这篇综述系统探讨了二维过渡金属碳/氮化物（MXenes）在双电极超级电容器（SCs）中的实际应用潜力，重点分析了拓宽电压窗口、优化电解质、电极杂化等关键策略，并展望了其推动下一代柔性可穿戴储能器件发展的前景。MXenes凭借高导电性、可调表面官能团（如Ti3 C2 Tx ）和独特的EDLC（双电层电容）/赝电容协同机制，为提升能量密度（ED=1/2CV2 ）提供了创新解决方案。

　　

Strategies to enhance the voltage window of MXene-based SCs
MXenes基超级电容器的能量密度（ED）与电压窗口（V）呈平方关系（ED=1/2CV²
），但传统Ti₃
C₂
T_x

的工作电压通常局限在0.6-0.9V。通过电解质工程（如离子液体/有机电解液）、表面终端调控（-O/-F基团比例优化）及不对称电极设计（MXene//碳杂化），可将电压窗口扩展至2.5V以上，显著提升储能性能。

MXene-polymer-based supercapacitor devices
导电聚合物（如PEDOT:PSS）与MXenes的复合兼具高导电性和柔性特性。对称结构中，MXene/聚合物杂化电极在1M H₂
SO₄
中展现>300 F/g的比电容；非对称设计则通过耦合聚苯胺（PANI）等赝电容材料，实现能量密度突破50 Wh/kg，适用于可穿戴电子织物。

MXene-metal chalcogenides-based supercapacitor devices
过渡金属硫属化物（如MoS₂
）与MXenes构建的分级异质结构可抑制二维材料堆叠问题。Mo₂
TiC₂
T_x

/MoS₂
复合电极在3D多孔框架中实现离子快速扩散，体积电容达1500 F/cm³
，循环稳定性提升至10,000次以上。

MXene-MOF-based supercapacitor devices
金属有机框架（MOFs）的高比表面积与MXenes的导电性形成互补。Zn-MOF/Ti₃
C₂
T_x

杂化材料通过配位键稳定结构，在Zinc-ion体系中展现1.2V宽电压窗口和80%的5000次循环容量保持率。

MXene-based multivalent supercapacitors
多价态离子（Zn²⁺
/Al³⁺
）体系相比传统Li⁺
具有更高电荷密度。Ti₃
C₂
T_x

在2M ZnSO₄
电解液中实现210 mAh/g的容量，且MXenes的亲水性促进离子水合层脱附，降低扩散势垒。

Future perspective and conclusion
当前挑战包括MXenes的氧化稳定性控制和大规模合成工艺优化。未来方向应聚焦于：①开发高熵MXenes（如Ti₄
N₃
）提升热稳定性；②人工智能辅助筛选终端组合；③集成到微型化自供电系统。这些进展将推动MXenes从实验室走向智能医疗植入体、柔性显示屏等实际应用场景。