《工程科学学报》录用稿，htps:/doi.org/10.13374/i,issn2095-9389.2021.10.07.002©北京科技大学2020 MXenes在锂离子电池负极材料中的应用 申恒涛，安永灵，满泉言，冯金奎四 材料液固结构演变与加工教有部重点实验室，材料科学与工程学院，山东大学，济南250061 ☒通信作者，E-mail:jinkui@sdu.edu.cn 摘要MXenes(MXT)是一类二维无机化合物材料，由几个原子层厚度的过渡金属氮化物、碳化物或 碳氮化物构成。由于具有大的比表面积、快速充放电性能和小的体积变化等优点八而受到研究人员的广泛 关注。研究者希望能够利用MXenes材料研发出具有优良电化学性能的锂离子电池负极材料，从而提高电 池的能量密度和寿命。然而MXenes材料制备过程中产生的层间堆积和坍塌限制了其进一步的发展。目前， 研究人员通过将MXenes与其他材料复合制备出具有新结构的材料，这横不很可以扩大层间距，改善结构， 还能够帮助改进材料的电化学性能。本文综述了通过将MXenes材料与碳纳米材料、过渡金属氧化物、过 渡金属硫化物和硅等材料复合改性来提高材料电化学性能的研尧策略，并探讨了利用MXenes和碱金属等 材料复合实现稳定无枝晶的锂离子电池金属负极的方案。最后 到述了MXenes应用在锂离子电池负极材 料中未来所要面临的挑战，并作出展望。 关键词MXenes:锂离子电池：负极材料：锂离子存储 化学性能 Application of MXenes as anode material for lithium ion battery SHENG Heng-tao,AN Yong-ling,MAN Quan-yan,FENG Jin-ku Key Laboratory for Liquid-Solid Structural Evo ion and Processing of Materials(Ministry of Education),School of Materials Science and Engineering,Shandong University,Jina 61,China Corresponding author,E u.cn ABSTRACT MXenes(MX)is a class of two-dimensional inorganic compound materials composed of transition metal carbides,nitrides or carbonitrides with several atomic layers thick.Its precursor is MAX(MAX). where M mainly represents the transition metal elements,such as Ti;X is carbon and/or nitrogen;Tx represents the functional groups introduced in the reaction process,such as OH,H,F,etc.A mainly represents group 13 and group 14 elements,such as Al and Si.In 2011,Gogotsi,Barsoum et al first reported the preparation of TiCT by selective etching of Al layer using TiAlC2 MAX phase precursor impregnated with HF solution.Due to its advantages such as large specific surface area,fast charge-discharge performance and small volume change,it was first used in the research of lithium ion battery anode material by Simon and Gogotsi's research group in 2012, Since then,MXenes materials have attracted a lot of attention.Researchers hope to use MXenes to develop large 收稿日期：2021-10-07 基金项目：国家自然科学基金面上项目(51972198)、国家自然科学基金重点项目(61633015)、泰山学 者项目(ts201511004,ts20190908)、山东省自然科学基金项目(ZR2020JQ19)MXenes 在锂离子电池负极材料中的应用 申恒涛，安永灵，满泉言，冯金奎 材料液固结构演变与加工教育部重点实验室，材料科学与工程学院，山东大学，济南 250061  通信作者，E-mail: jinkui@sdu.edu.cn 摘 要 MXenes(Mn+1XnTx)是一类二维无机化合物材料，由几个原子层厚度的过渡金属氮化物、碳化物或 碳氮化物构成。由于具有大的比表面积、快速充放电性能和小的体积变化等优点，而受到研究人员的广泛 关注。研究者希望能够利用 MXenes 材料研发出具有优良电化学性能的锂离子电池负极材料，从而提高电 池的能量密度和寿命。然而 MXenes 材料制备过程中产生的层间堆积和坍塌限制了其进一步的发展。目前， 研究人员通过将 MXenes 与其他材料复合制备出具有新结构的材料，这样不仅可以扩大层间距，改善结构， 还能够帮助改进材料的电化学性能。本文综述了通过将 MXenes 材料与碳纳米材料、过渡金属氧化物、过 渡金属硫化物和硅等材料复合改性来提高材料电化学性能的研究策略，并探讨了利用 MXenes 和碱金属等 材料复合实现稳定无枝晶的锂离子电池金属负极的方案。最后，阐述了 MXenes 应用在锂离子电池负极材 料中未来所要面临的挑战，并作出展望。 关键词 MXenes；锂离子电池；负极材料；锂离子存储；电化学性能 Application of MXenes as anode material for lithium ion battery SHENG Heng-tao, AN Yong-ling, MAN Quan-yan, FENG Jin-kui Key Laboratory for Liquid−Solid Structural Evolution and Processing of Materials (Ministry of Education), School of Materials Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China  Corresponding author, E-mail: jinkui@sdu.edu.cn ABSTRACT MXenes(Mn+1XnTx) is a class of two-dimensional inorganic compound materials composed of transition metal carbides, nitrides or carbonitrides with several atomic layers thick. Its precursor is MAX(Mn+1AX), where M mainly represents the transition metal elements, such as Ti; X is carbon and/or nitrogen; Tx represents the functional groups introduced in the reaction process, such as OH,H,F, etc. A mainly represents group 13 and group 14 elements, such as Al and Si. In 2011, Gogotsi, Barsoum et al first reported the preparation of Ti 3C2Tx by selective etching of Al layer using Ti3AlC2 MAX phase precursor impregnated with HF solution. Due to its advantages such as large specific surface area, fast charge-discharge performance and small volume change, it was first used in the research of lithium ion battery anode material by Simon and Gogotsi's research group in 2012, Since then, MXenes materials have attracted a lot of attention. Researchers hope to use MXenes to develop large 收稿日期：2021-10-07 基金项目：国家自然科学基金面上项目（51972198）、国家自然科学基金重点项目（61633015）、泰山学 者项目（ts201511004，ts20190908）、山东省自然科学基金项目（ ZR2020JQ19) 《工程科学学报》录用稿，https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.10.07.002 ©北京科技大学 2020 录用稿件，非最终出版稿