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水系電池具有高安全性、低成本、環境友好等優點，是新興的電源。然而，電化學穩定性窗口窄、活性材料溶解、枝晶生長和循環壽命短等幾個關鍵問題阻礙了水系電池的實際應用。近來，用于水系電池的二維MXenes及其衍生物由于其特殊性而取得了令人鼓舞的重大進展。

中國科學技術大學錢逸泰、山東大學馮金奎、田園等系統回顧了MXenes及其衍生物在水系鋅離子、鋰離子、鈉離子和雙離子電池方面的最新進展，包括正極制備、負極設計和電解液優化等。

圖1 各種MXene基水系電池

作者首先介紹了水系電池的基本背景，包括它們的分類、水系電解質、正極、負極、粘結劑和導電添加劑的優勢和挑戰。然后，總結了MXenes及其衍生物在電化學儲能方面的優越性。

隨后，全面總結和討論了MXenes及其衍生物在提高水系鋅離子、鈉離子、鋰離子和雙離子電池電化學性能方面的設計策略和內在機制。最后，提出了對MXenes及其衍生物用于各種水性可充電池的未來設計策略的展望。

圖2 MXenes及其衍生物在用于水系可充電池正/負極和電解質設計中的概述

MXenes及其衍生物具有二維性質、機械柔韌性、優異的金屬導電性、親水性等特殊特性，在水系可充電池中作為正極、負極、集流體、導電粘結劑和電解質添加劑顯示出廣闊的應用前景。

MXenes及其衍生物可以顯著穩定正極/負極，提高正極/負極的電導率，加速離子/電子傳輸，提高循環穩定性和倍率性能，抑制有害的枝晶生長等。該綜述可為具有高能量密度和高安全性的先進水系可充電池的設計提供指導。

圖3 MXenes及其衍生物用于水系可充電池的挑戰和發展概述

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

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