锌离子电池(ZIBs)作为一种新兴的、极具发展前景的储能二次电池，因其丰富性、安全性和高性价比而受到越来越多的关注。此外，由于氧化还原电位低(-0.76 V vs SHE)和理论容量高(820 mAh·g⁻¹和5855 mAh·cm^-3)，ZIBs在便携式电子应用和其他储能系统中表现出巨大潜力。然而，阴极实际能量和功率密度低(溶解、电子电导率低和结构转变)和阳极不稳定(枝晶、析氢反应和腐蚀)阻碍了ZIBs的整体发展，迫切需要寻找新型材料，使ZIBs成为未来能源市场最有希望的候选者之一。MXenes是二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物的总称，通式为M_n+1X_nT_x (n= 1, 2, 3, 4)，其中T_x为过渡金属M外侧的终端表面基团，由蚀刻剂引入，主要包括-O、-OH、-F或-Cl等。由于层间距离可调，电子迁移率高，带隙可调，比表面积大等优点，MXenes通常在储能领域表现出优异的电化学性能。作为阴极衬底，可以有效延缓活性物质在重复循环中的不可逆结构降解和副反应。同样，作为界面保护层、隔膜涂层或电解质添加剂，可以有效抑制阳极的枝晶、腐蚀和析氢。MXenes具有独特的电子性能和表面化学环境，在锌储能领域大放异彩，并呈现逐年上升的趋势。

图1 a) ZIBs工作的原理图及其主要挑战。b) MXenes在ZIBs中的应用示意图。c) MXenes在储能领域应用的发表研究论文数量。

图2 a)与报道的MXenes相关的元素周期表示意图。b) MXenes理论预测和实验合成图。

图3 锌离子电池原位刻蚀V₂AlC MAX。

表1 不同合成MXenes方案的优缺点

图4 MXenes在ZIBs正极中的电化学机理

图5 插层MXenes在锌离子存储器件正极中的应用

图6 垂直排列MXenes缩短离子传输路径在锌离子存储器件中的应用。

图7 杂原子掺杂MXenes在ZIBs正极中的应用。

图8 过量掺杂MXenes在ZIBs正极中的应用。

图9 MXenes的形貌设计在ZIBs正极中的应用

图10 控制MXenes的孔隙利用率在ZIBs正极中的应用

表2 近年来MXenes在ZIBs正极中的性能对比

图11 MXenes在ZIBs负极中的电化学机理

图12 插层MXenes在ZIBs负极中的应用

图13 端基修饰MXenes在ZIBs负极中的应用

图14 MXenes的形貌设计在ZIBs负极中的应用

表3 近年来MXenes在ZIBs负极中的性能对比

图15 MXenes作为电解液添加剂在ZIBs中的应用

图16 MXenes作为固态电解液的无机填料在ZIBs中的应用

图17 抽滤法得到的MXenes作为隔膜修饰材料在ZIBs中的应用

图18 喷涂法得到的MXenes作为隔膜修饰材料在ZIBs中的应用

图19 MXenes在柔性ZIBs中的应用

图20 MXenes在ZIBs中的未来发展方向示意图。