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       Li離子和K離子電池分別具有高能量密度和低成本的獨特優勢。探索具有高效電化學性能的通用陽極是一項挑戰。在此，通過簡便的水熱法制備了二維TiO₂/還原氧化石墨烯（RGO）復合材料。TiO₂納米粒子由Ti₂C MXene轉化而來，并連接RGO納米片形成片狀結構。TiO₂/RGO作為陽極材料，對Li離子和K離子電池均具有高容量，顯著的倍率能力和長循環性能。優異的電化學性能歸因于小粒徑（15–25 nm）和RGO提供的電子傳輸通道，以及離子擴散路徑短。此外，RGO激勵了電容性貢獻，從而提高了容量并改善了倍率性能。同時，通過定量動力學分析研究了Li/K離子存儲的電化學動力學。這項工作證明了引入電容容量以實現快速離子存儲并改善循環穩定性的可能性，為設計用于金屬離子電池的高效電極提供了新策略。
 
Figure 1. （a）TiO₂/RGO復合物的形成示意圖；TiO₂/RGO復合材料的（b）XRD和（c）TG；（d）TiO₂/RGO、純TiO₂和GO的拉曼
 

Figure 2. TiO₂/RGO復合材料的形貌特征：（a和b）SEM圖像、（c）TEM和（d）HRTEM圖像

 
Figure 3. 用TiO₂/RGO（120 mg GO）作為陽極，鋰離子電池的電化學特性：（a）TiO₂/RGO和TiO₂的倍率性能；TiO₂/RGO在（b）不同速率和（c）1C速率下的充放電曲線；（d）TiO₂/RGO和TiO₂在0.5 mV/s掃描速率下的CV曲線；（e）TiO₂/RGO在10C下的循環性能。
 

Figure 4. （a）TiO₂/RGO在0.2至2.0 mV/s的不同掃描速率下的CV曲線；（b）通過在不同掃描速率下的峰值電流進行b值分析，TiO₂/RGO的電容貢獻率；（c）在2.0 mV/s下，CV曲線的面積比；（d）在不同掃描速率下的柱狀對比圖；（e）TiO₂/RGO的反應阻力分析，插圖：GITT測試；（f）TiO₂/RGO歸一化實部和虛部的Bode曲線。
 

Figure 5. 鉀離子電池中TiO₂/RGO電極的電化學特性：（a）不同掃描速率下的CV曲線；（b）在各種電流密度下的充放電曲線；（c）在2.0 mV/s時電容貢獻的面積比；（f）在各種電流密度下的倍率性能；（e）分別在200和1000 mA/g下，200和1000個循環的循環穩定性。
 
      相關研究成果于2019年由哈爾濱工程大學Dianxue Cao課題組，發表在J. Mater. Chem. A（DOI: 10.1039/c8ta12069b）上。原文：MXene-derived TiO₂/reduced graphene oxide composite with an enhanced capacitive capacity for Li-ion and K-ion batteries。