便携式，可穿戴和小型化集成电子设备的发展极大地促进了在极具竞争力的能源存储设备中对平面微型超级电容器(MSCs)的巨大需求。但由于传统电极材料的电化学性能较差，其能量密度仍然不足。二维过渡金属化合物的大比表面积和快速离子输运以及高效插层，为其开发高性能MSC提供了研究平台。

有鉴于此，武汉理工大学麦立强教授、何亮和深圳技术大学韩雨来等人，系统总结了原子薄层结构的过渡金属二卤化合物、MXenes和过渡金属氧化物/氢氧化物方面的最新研究进展。特别强调离子的快速和持久存储，得益于基质层间空间的低离子扩散势垒。此外，已经描述了用于规避由于体积变化而引起的结构损坏，并同时表现出显着的电子性能的各种策略。

本文要点

1）一系列具有EDL或赝电容的材料和复合材料正在被开发以实现高性能MSC。突出了高电活性2D TMDs、MXenes和TMOs/TMHs在组装平面构型MSCs方面的最新进展。传统过渡金属化合物存在的结构聚集和固有的低导电性等关键问题阻碍了它们的广泛应用。在此，提出了有效的策略，通过结构工程来克服这些障碍，以调整金属相的晶体结构，孔隙率和电导率。此外，还阐明了各种耦合原理，以合理地整合复合杂化材料和电极的不对称构型，构建具有高电化学性能的MSC。

2）具有电化学活性的二维层状过渡金属化合物的独特特性，为实现用于微能量存储系统的出色电极材料提供了广阔的机会。特别是，对MSC的探索是研究中不断发展的推力的平台，其中这些2D无机材料在将高能量密度的动力系统耦合到平面，可穿戴和柔性电子设备方面显示出巨大的潜力。

3）该工作着眼于二维结构TMDs、MXenes和TMOs/TMHs的最新实验进展，包括其超薄的几何形状、大的表面积、丰富的氧化还原活性位点、可调的物理化学性质和出色的柔韧性。除了高功率的表面电荷存储特性外，它们的可变氧化态还通过过渡金属阳离子的法拉第电荷存储机制赋予了主要的能量密度。前述特性是获得用于MSC的具有增强的能量容量，高倍率性能和可靠的循环性能的电极材料的前提。然而，要完全开发出基于过渡金属的2D化合物作为广泛实际应用中的活性电极材料，仍然需要解决一些重要的技术限制。

参考文献：

Waqas Ali Haider et al. Structural Engineering and Coupling of Two-Dimensional Transition Metal Compounds for Micro-Supercapacitor Electrodes. ACS Cent. Sci., 2020.

DOI: 10.1021/acscentsci.0c01022

https://doi.org/10.1021/acscentsci.0c01022