Laser‐Assisted Ultrafast Exfoliation of Black Phosphorus in Liquid with Tunable Thickness for Li‐Ion Batteries

材料科学 剥脱关节 扩散 离子 猝灭(荧光) 图层(电子) 化学工程 光电子学 激光器 纳米技术 石墨烯 光学 有机化学 化学 物理 工程类 荧光 热力学
作者
Weiran Zheng,Jeongyeon Lee,Zhiwen Gao,Yong Li,Shenghuang Lin,Shu Ping Lau,Lawrence Yoon Suk Lee
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:10 (31) 被引量:58
标识
DOI:10.1002/aenm.201903490
摘要

Abstract Few‐layer black phosphorus (BP) is an emerging 2D material suitable for energy applications. However, its controllable preparation remains challenging. Herein, a highly efficient route is presented for the scalable production of few‐layered BP nanosheets using a pulsed laser in low‐boiling point solvents. Changing the laser irradiation time, energy, and solvent type leads to precise control over the layer number and lateral size of the nanosheets with a narrow distribution. The process is understood by a plasma quenching mechanism and interlayer interaction weakened by the in situ generated vapor bubbles. The excellent control of the BP nanosheets enables morphological effects on Li‐ion battery performance to be studied. Low layer numbers benefit both charge transfer and Li + ion diffusion, while a high aspect ratio can not only improve the charge transfer but also increase the Li + ion diffusion path. This study delivers insights on the tailored fabrication of thin 2D materials using lasers for morphology‐dependent electrochemical energy conversion and storage.
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