近日，北京航空航天大学张世超教授团队联合清华大学周光敏副教授团队在国际期刊EnergyChem（IF=23.8，中国科学院一区）发表题为“Multifunctional Roles of MXenes in Flexible Lithium–Sulfur Batteries: Mechanistic Insights, Computational Perspectives, and Future Standards”的综述文章。

该综述系统探讨了将MXene基材料应用于集柔性、高能量密度和高循环稳定性于一体的锂硫电池的设计策略与最新研究进展。并从计算和模拟角度分析了MXene在解决穿梭效应和锂枝晶生长方面的作用。着眼于MXene基材料的结构设计、晶体工程策略、界面调控机制以及电池布局优化，并对基于MXene的柔性锂硫电池所面临的挑战与未来发展方向提出了见解。

二维过渡金属碳和/或氮化物（MXene）具有高导电性、极性表面基团、出色的亲水性以及良好的柔性，使其在柔性储能器件中展现出巨大潜力。高导电性与多孔结构相结合，有利于实现快速电子转移。此外，丰富的表面基团还使MXene易于与其他功能材料复合，进而构建柔性基体。与传统的碳基材料相比，MXene在柔性锂硫电池中表现出更高的性能优势。基于此，自2017年以来，基于MXene的材料已成为柔性锂硫电池中不可或缺的组成部分。

柔性锂离子电池受限于能量密度和成本问题，难以满足大规模的应用需求，而锂硫电池虽然具有高理论能量密度和低成本优势，但其实际应用面临穿梭效应、锂枝晶生长及动力学缓慢等挑战，尤其在柔性化方面需解决组件柔性和结构稳定性等问题。弯曲应力（ε）和能量密度（Ev/Eg）是评估柔性电池性能的关键指标，直接关系到可穿戴设备的循环寿命和性能。