通过纳米结构材料设计探索新型高效硫正极对于开发高性能金属硫电池至关重要，金属硫电池是下一代储能系统的有前途的候选者。然而，多硫化物的穿梭行为和缓慢的反应动力学阻碍了硫正极的应用。

在此，复旦大学余学斌教授，南京航空航天大学Tengfei Zhang构建了具有优异比表面积、结构稳定性和离子/电子导电性的3D MXene/还原氧化石墨烯(rGO)复合导电框架。

文章要点

1）在MXene和rGO之间的夹层中原位生长的TiO₂纳米粒子可用作多硫化物的吸附和催化活性位点，以加速电化学反应动力学并减轻穿梭效应，从而提高循环稳定性。

2）因此，负载硫的MXene-TiO₂@rGO复合电极在0.2C循环200次后具有1052.0 mAh g-1的高可逆容量，良好的高倍率性能和出色的长期性能，混合镁/锂硫电池在2 C下循环1000次后的容量仍保持在445.6 mAh g^-1。

这项工作为使用MXene作为金属硫电池的高性能硫主体提供了新的见解。

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Miao Guo, et al, In Situ Built Nanoconfined TiO2 Particles in Robust-Flexible MXene@rGO Conductive Framework Enabling High-Performance Hybrid Magnesium–Sulfur Batteries, Adv. Energy Mater. 2023, 2300417

DOI: 10.1002/aenm.202300417

https://doi.org/10.1002/aenm.202300417