由于锂资源的稀缺性、价格昂贵以及在地壳分布不均,限制了 LIBs在大规模储能系统中的进一步应用。而钠/钾离子电池具有成本低,工作电压窗口宽,与锂离子电池电荷储存机理类似,从而引起了人们的广泛关注。但Na+/K+的离子半径要比Li+的大,很难从电极材料中嵌入和脱出,因此许多适用于LIBs的负极材料在钠/钾离子电池中的电活性却很弱。2D过渡金属碳化物/氮化物(MXenes)由于具有良好的导电性以及循环稳定性好而成为可充电电池电极材料的主要选择。但单纯的MXene并不能满足可充电电池高能量密度的要求,目前比较有效的方式就是将MXene剥离分层后与其它材料复合,使它们在性能上取长补短产生协同效应来显著改善MXene基复合材料的电化学性能。本论文主要开展了关于MXene(Nb2CTx、Ti3C2Tx MXene@NCFs)的研究工作,如下所示:采用一种简单的水热法来合成二维Nb2CTx MXene材料,消除了 HF挥发引起的环境危害并提高了腐蚀效率。作为SIBs负极时,Nb2CTx MXene在钠离子半电池中在1 A g-1的电流密度下进行500次充放电循环后,具有约102 mA h g-1的可逆比容量;作为PIBs负极时,在200 mA g-1的电流密度下进行200次循环仍然保持51 mA h g-1的可逆比容量。虽然Nb2CTx MXene单独用作钾离子电池负极的容量并不高,但是由于其独特的二维结构以及大的比表面积,可以通过与其它无机材料复合来提高MXene的电化学性能。采用高能球磨辅助法与静电纺丝法合成Ti3C2Tx MXene@NCFs纳米复合材料,在这个复合结构中,MXene纳米片被碳纤维紧紧包覆着,从而起到抑制MXene纳米片团聚的目的,MXene与NCFs之间的协同效应有利于增大MXene的层间距以及形成独特的相互交联的结构,有利于缩短钾离子/电子传输的路径,从而显著提高复合材料的电化学性能。作为PIBs负极时,在100 mA g-1的电流密度下循环500圈后仍然有224 mAh g-1的可逆比容量,显然高于单纯Ti3C2Tx MXene作为钾离子电池负极材料的电化学性能。更重要的是,我们探索了当MXene作为SIBs负极时,在经过长周期循环后依旧倍率性能优异以及容量稳定的根本原因可归因于混合赝电容的出现。