Yuchan Zhang和Qilin Jiang使用泵探针成像技术检查了嘴唇形成机制。他们强调了飞秒激光脉冲塑形(考虑时间/频率,极化和空间分布)如何有效地制造高质量的嘴唇。他们还探索了嘴唇的各种应用以及塑造超快速激光器以进行高效,高质量处理的重要性[16]。Hongfei Sun,Jiuxiao Li和Mingliang Liu回顾了Lips在生物医学应用中的作用。他们讨论了激光参数的影响,例如能量,脉冲计数,极化和脉搏持续时间,对嘴唇的产生。本综述还介绍了飞秒激光修饰的嘴唇如何应用于功能表面,控制表面润湿性,细胞定植和增强的摩擦学特性[17]。
多硫化锂 (LiPSs) 的穿梭效应是阻碍锂硫电池发展的关键障碍之一。在此,我们提出了一种多孔 Mo 2 C-Mo 3 N 2 异质结构/rGO 主体,Mo 2 C-Mo 3 N 2 异质结构结合了 Mo 2 C 的高吸附性和 Mo 3 N 2 的高催化性的优点,从而实现了 LiPSs 在 Mo 2 C-Mo 3 N 2 异质界面上的快速锚定-扩散-转化。Mo 2 C-Mo 3 N 2 异质界面提高了 LiPSs 的捕获效率和向 Li 2 S 的转化率。rGO 为电子传输提供了快速路径,并充当了保护层,防止结构在循环过程中受损。密度泛函理论 (DFT) 计算表明,Mo 2 C 对 Li 2 S 4 的吸附能力比 Mo 3 N 2 强,Mo 3 N 2 具有更好的反应动力学特性。实验中,Mo 2 C-Mo 3 N 2 /rGO@S 电极表现出优异的倍率性能。在高硫负载量(3.4 和 5.0 mg cm − 2 )下,300 次循环后容量保持率为 78%,在 0.5C 下为 70%。Mo 2 C-Mo 3 N 2 /rGO 硫电极表现出 4.56 × 10 -7 cm 2 s − 1 的高 Li + 扩散系数,这得益于界面处 LiPSs 的加速转化。我们的研究结果揭示了 LiPSs 的锚定-扩散-转化在抑制穿梭效应方面的关键作用。
溶于电解质中的高活动嘴唇与Li金属阳极化学反应。 [9] Lips和Li Metal Anodes之间的寄生反应在固体电解质中(SEI)中产生不利的成分,并通过连续腐蚀同时破坏SEI。 [10]因此,无物质的沉积被加重,有限的LI储层被耗尽,这会在循环和LI-S电池快速故障期间诱导不稳定的Li金属阳极。 [11]此外,寄生作用和阳极不稳定性在降级条件下严重加剧,例如使用超薄的李阳极和高岩载的硫磺阴极,这些硫磺是为了构建高能量密度LI – S电池所必需的。 [12]因此,抑制嘴唇和Li金属阳极之间的植物反应是稳定Li Metal Anodes并延长Li – S Batteries的循环寿命的先验性。 已经提出了各种策略来减轻嘴唇和Li金属阳极之间的寄生反应。 [13]保留溶剂的电解质在抑制嘴唇的疾病中特别有效,从而缓解了Li Metal Anode腐蚀。 [14]溶于电解质中的高活动嘴唇与Li金属阳极化学反应。[9] Lips和Li Metal Anodes之间的寄生反应在固体电解质中(SEI)中产生不利的成分,并通过连续腐蚀同时破坏SEI。[10]因此,无物质的沉积被加重,有限的LI储层被耗尽,这会在循环和LI-S电池快速故障期间诱导不稳定的Li金属阳极。[11]此外,寄生作用和阳极不稳定性在降级条件下严重加剧,例如使用超薄的李阳极和高岩载的硫磺阴极,这些硫磺是为了构建高能量密度LI – S电池所必需的。[12]因此,抑制嘴唇和Li金属阳极之间的植物反应是稳定Li Metal Anodes并延长Li – S Batteries的循环寿命的先验性。已经提出了各种策略来减轻嘴唇和Li金属阳极之间的寄生反应。[13]保留溶剂的电解质在抑制嘴唇的疾病中特别有效,从而缓解了Li Metal Anode腐蚀。[14]
引言为了满足对电动汽车续航里程不断增长的需求,锂硫(Li-S)电池受到越来越多的关注,其理论能量密度(2600 Wh·kg -1 )[1]远高于传统锂离子电池(约 400 Wh·kg -1 )[2]。然而,其商业化应用仍然存在一些障碍:多硫化锂(LiPSs)引起的穿梭效应,Li 2 S的分解能大,S和Li 2 S的绝缘性导致的循环寿命较差,正极活性成分利用率低,锂电极钝化[3,4],倍率性能差[5]以及循环过程中体积变化剧烈[6]。为了解决上述问题,一系列碳基材料和金属基材料以硫为主体材料,通过物理或化学作用限制LiPSs。碳基材料包括多孔碳 [7-9]、空心碳 [10-12]、木质碳 [13]、碳纳米纤维和碳纳米管 [14]。金属基材料包括 MXene [5] 和过渡金属氧化物/氮化物/硫化物 [15-19]。
具有高强度的固体表面的辐射,超短激光脉冲会触发各种二次过程,这些过程可能导致从mm向下到纳米范围的大范围内的瞬态和永久结构的形成。最突出的例子之一是嘴唇 - 激光引起的周期性表面结构。虽然嘴唇一直是一种科学的常绿植物近60年了,但结合了超快时间与所需的NM空间分辨率的实验方法仅在短暂脉冲,短脉冲,短波长无波长的电子激光器的出现时才获得。在这里,通过利用这些第四代光源的独特可能性来讨论该领域中的当前状态和未来观点,以通过时间域实验技术来解决基本的嘴唇问题,即为什么和激光辐照如何从“ chaotic”(粗糙的)表面启动a(粗糙的)表面上的结构。
目前,锂离子电池 (LiB) 因其能量密度高、循环寿命长和可靠性好的优点而在储能设备中占据主导地位 [1,2]。为了满足电动汽车 (EV) 等新兴应用的需求,迫切需要开发新的储能技术 [3,4]。锂硫电池 (LiSB) 被认为是下一代储能装置之一,因为其能量密度优势超越了最先进的商业化 LiB [5-8]。此外,硫的储量丰富、环境友好和成本低廉使得 LiSB 在工业应用方面更具吸引力 [9-11]。然而,LiSB 的商业化需要解决一些问题,包括硫的利用有限、循环过程中体积变化大以及穿梭效应 [11-15]。人们已经付出了大量的努力来应对上述挑战。鼓舞人心的是,Ji 等人。开发了一种高度有序的多孔碳材料作为硫载体,以固定高阶锂多硫化物 (LiPS) (Li 2 S n ,n = 4, 6, 8) [16] 。从那时起,使用多孔碳作为硫的锚定材料已成为物理封装 LiPS 最流行的策略之一 [17,18] 。石墨烯纳米片因其优异的电导率/热导率和良好的柔韧性而被视为 LiSB 中很有前途的硫载体 [18 – 20] 。然而,非极性石墨烯和极性 LiPS 之间的物理相互作用太弱,不足以阻碍穿梭效应。为了克服这个问题
激光引起的周期性表面结构(LIPS),尤其是表现出高空间频率LIPS(HSFL)的表面结构,由于其快速纳米结构的产生能力,因此在精确制造中具有至高无上的意义。但是,对于Au,在微纳米应用中广泛使用的材料,HSFL的表现仍然难以捉摸。这项研究成功地制造了HSFL,其周期性为100 nm,利用了520 nm飞秒激光(FS-LASER)引起的结晶。启动HSFL形成的基本元素在于用无序的晶格结构与FS激光诱导的结晶相结合。无序的晶格结构促进了电子在热传输中偶联的占优势,从而抑制了热电子扩散效果 - 这是HSFL形成的先决条件。结晶控制了“非晶Au”的转换为典型的Au的结晶状态,同时还可以使周期乘法取决于FS-LASER脉冲的数量。它最终促进了在晶体AU上形成100 nm HSFL的形成。此外,通过在单层石墨烯中的周期性纳米图案(即HSFL)中的应用中,Au HSFL的多功能性得到了证明。因此,除了揭示了基于金属HSFL形成的新型物理机制外,Au HSFL的成就无疑有望在纳米电子和纳米光子学方面取得重大进步。
缩写:SCs,超级电容器; SCs,微型超级电容器;CNTs,碳纳米管;GO,氧化石墨烯;rGO,还原氧化石墨烯;LrGO,激光还原氧化石墨烯;GOQDs,氧化石墨烯量子点;GQDs,石墨烯量子点;CNTs,碳纳米管;MWCNTs,多壁碳纳米管;HOPG,高度有序热解石墨;MOFs,金属有机骨架;LCVD,激光化学气相沉积;LIG,激光诱导石墨烯;LSG,激光划刻石墨烯;PLD,脉冲激光沉积;MAPLE,基质辅助脉冲激光蒸发;RIMAPLE,反应逆基质辅助脉冲激光蒸发;LIFT,激光诱导正向转移;LIBT,激光诱导后向转移;LIPSS,激光诱导周期性表面结构;PET,聚对苯二甲酸乙二醇酯; PVDF,聚偏氟乙烯;PI,聚酰亚胺;LIP,磷酸铁锂
微型和纳米结构的表面受到了广泛的关注,因为它们在传感器技术,表面摩擦学以及依从性和能量收集等广泛应用中的潜力。已经研究了几种修改材料表面,例如血浆处理,离子梁溅射,反应性离子蚀刻和激光处理等材料表面[1-3]。在这些方法中,由于其良好的空间分辨率和对不同材料(例如金属,半导体,介电和聚合物)的良好空间分辨率和高可重现性,激光表面处理近年来引起了人们的兴趣[4-6]。从连续波(CW)到超短梁以及从UV到IR的工作波长已经使用了许多类型的激光源[7-8]。由于激光 - 物质相互作用,从纳米到微尺度的各种结构和模式取决于激光参数和材料特性,例如激光诱导的周期性表面结构(LIPS),2D圆形液滴和特定的微型结构,称为Spikes [9-14]。
近年来,由于能源短缺和环境污染,低成本,高能量密度和环保特征的锂硫电池(LSB)引起了广泛的关注。然而,由锂多硫化物(Lips)引起的班车效应大大降低了LSB的cy效和寿命。为了解决此问题,我们通过一步热液方法设计了一个CO 3 O 4 -RGO复合材料,该方法用于修改聚丙烯(PP)分离器。CO 3 O 4 -RGO复合材料具有较高的电子电导率和吸附性能,可提供电子传输的通道并有效抑制嘴唇的班车。用CO 3 O 4 -RGO-PP分离器组装的锂硫电池具有令人满意的特定能力。在0.1 c时,第一个散落能力达到1365.8 mAh·g -1,并且在100个周期后,放电能力保持在1243.9 mAh·g -1。在0.5°C时350个循环后,放电能力为1073.9 mAh·g -1,每个周期的平均容量衰减率为0.0338%。这些结果表明CO 3 O 4 -RGO- PP分离器将在高性能LSB中具有良好的应用前景。