鈉和鋰在元素周期表的第一組中，具有相似的物理和化學(xué)性質(zhì)。地殼中金屬鈉含量為2.83％，居第六位，具有資源豐富，成本低的特點(diǎn)。因此，基于鈉離子反應(yīng)的SIB受到了學(xué)術(shù)界的越來越多的關(guān)注。鉀的化學(xué)性質(zhì)和儲量與鈉元素相似。地殼中鉀的含量為2.09％，僅次于鈉。K離子顯示出較低的去溶劑能（119.2 kJ mol-1，基于碳酸亞丙酯溶劑），并且可以形成比Li+（215.8kJ mol-1）和Na+（158.2 kJ mol-1）更小的溶劑化離子，擴(kuò)散動力學(xué)更快。此外，在有機(jī)非水系電解質(zhì)中，K/K+的電極電勢低于Na/Na+的電勢（-SHE為-2.93 V）。低電位有利于提高電池的能量密度。對于PIB和SIB，由于Al不會與鈉或鉀形成合金，因此可以將Al箔用作負(fù)極集流體，而LIB只能使用更昂貴的Cu箔作為集流體，從而進(jìn)一步降低了電池成本。在電動汽車和能量存儲應(yīng)用的趨勢下，低成本，長壽命和高能量密度的PIB受到越來越多的關(guān)注。但是，K+（1.38?）的半徑比Li+（0.76?）和Na+（1.02?）的半徑大得多，這會導(dǎo)致反應(yīng)動力學(xué)變慢，并且在充放電期間活性物質(zhì)的體積膨脹大，這表明電化學(xué)快速衰減的性能，對電極和電解質(zhì)材料的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)。因此，高性能負(fù)極和正極材料的設(shè)計(jì)對PIBs的開發(fā)具有重要意義。

最近，西南大學(xué)徐茂文教授課題組在國際知名學(xué)術(shù)期刊Nanoscale上發(fā)表一篇題目為：A Mini-Review: MXene composites for Sodium/Potassium-Ion Batteries的短綜述，綜述了MXene的最新研究現(xiàn)狀，MXene及其復(fù)合材料在鈉離子電池（SIBs）和鉀離子電池（PIBs）中的合成方法，性能和應(yīng)用，簡要介紹了SIBs，PIBs和MXene的研究背景，重點(diǎn)研究了MXene復(fù)合材料在SIB和PIB中的應(yīng)用研究，包括按硫化物，氧化物和碳材料分類。最后，總結(jié)了MXene及其復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用前景。

圖1.?MXene，MXene能源和石墨烯的出版記錄。

圖2.（a）MAX相的蝕刻和分層示意圖；在不同溫度下用氟化物鹽刻蝕的MXene（Ti2CTx）的FESEM圖像（b）LiF + HCl+ 50℃，（c）NaF + HCl + 60℃和（d）NH4F + KF + HCl + 40℃。

圖3.蝕刻后，不同類型的MAX相和相應(yīng)的MXene的結(jié)構(gòu)。

圖4.?（a）用于計(jì)算M2C，M3C2和M4C3的電子和彈性的MXene晶胞（b）F-，HO-官能和純MXene的計(jì)算能帶結(jié)構(gòu) （c）半導(dǎo)體特性MXene體系的能帶結(jié)構(gòu) （d）聚合物-CF-MXene復(fù)合物的合成方案和（e，f）MXene復(fù)合物的熱導(dǎo)率的比較。

圖5.?（a）通過絮凝方法（Li+，Na+，K+和TBA+）合成M'-c-Ti3C2TxMXene，（b）具有高分辨率FESEM圖像的Na+-c-Ti3C2Tx的FESEM圖像和（c）HRTEM Na+-c-Ti3C2Tx的圖像。

圖6.（a）CoS@MXene復(fù)合材料合成的示意圖，（b，c）CoS@MXene復(fù)合材料的TEM圖像，（d）CoS@MXene復(fù)合材料的倍率性能 （e）合成SnS2@MXene復(fù)合材料的示意圖，（f-h）分別具有1：10、1：5和1：2的SnS2?@MXene復(fù)合材料的FESEM圖像，以及（i）SnS2@MXene復(fù)合材料的倍率性能。

圖7.（a）CoNiO2@MXene電荷轉(zhuǎn)移的機(jī)理，（b）FESEM圖像，（c）TEM圖像，以及（d）CoNiO2@MXene和純MXene的循環(huán)性能 （e）PDDA-BP@Ti3C2的合成示意圖，（f）PDDA-BP@Ti3C2的FESEM圖像，（g）PDDA-BP@Ti3C2和其他復(fù)合材料的循環(huán)性能（h）PDDA-BP@Ti3C2在1 A g-1?時2000次循環(huán)性能。

圖8.（a）M-KTO或M-NTO納米帶的合成及其原子結(jié)構(gòu)的示意圖，（b，c）帶有粉狀M-KTO的M-KTO納米帶的FESEM圖像，（d）HRTEM 帶有SAED插圖的M-KTO的圖像，（e）M-KTO在0.1 mV s-1掃描速率下的前三個CV曲線，以及（f）在不同電流密度下M-KTO的充放電曲線（g）合成MoSe2@MXene/C復(fù)合材料示意圖，（h）MoSe2@MXene/C的倍率性能， （i）MoSe2@MXene/C和其他不同復(fù)合材料的循環(huán)性能。

本文主要介紹了MXene及其復(fù)合材料在SIB和PIB中的應(yīng)用。在SIB中，對MXene和硫化物的研究很多，包括SnS，SnS2，CoS，MoS2等。還有一些碳材料和氧化物。但是，在PIB中，它們處于研究的早期階段。復(fù)合材料比MXene本身具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。其中，一些制備復(fù)合材料的方法，例如設(shè)計(jì)3D多孔MXene材料，在其他領(lǐng)域也具有良好的應(yīng)用潛力。MXene作為一種有前景的二維過渡金屬碳化物/氮化物，具有很大的研究價值。本文介紹了各種電極材料與MXene的復(fù)合材料，具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，特別是在未來需要高體積能量密度的應(yīng)用中。盡管如此，MXene仍面臨很多挑戰(zhàn)。在未來的研究中，我們應(yīng)該研究MXene表面官能團(tuán)，摻雜劑，復(fù)合材料和材料性能之間的構(gòu)效關(guān)系，探索更先進(jìn)，更友好的制備方法。此外，理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，探索了一種新的二維MXene；MXene材料的存儲機(jī)理是未來研究的重點(diǎn)，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性對儲能性能的影響也是最重要的。我們相信，隨著研究的發(fā)展，MXene及其復(fù)合材料將在儲能（如二次電池，超級電容器），催化（電催化，光催化）和環(huán)境領(lǐng)域中顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

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