激光诱导石墨烯（LIG）为制作用于电池的石墨烯电极供给了一条充满远景的途径。这篇总述文章讨论了LIG在储能范畴，特别是电池中的运用。自1991年以来，锂离子电池一直是电子产品储能用处的研究课题。锂资源散布不均以及本钱上升阻止了锂基电池的发展。多价离子电池，即MIBs，作为大规模储能的代替计划已获得明显重视。地壳首要由多价离子组成，如钙（Ca2+）、镁（Mg2+）、铝（Al3+）、锌（Zn2+）等。因此，人们对锂离子电池（LIBs）、钠离子电池（SIBs）、锂金属电池（LMBs）、锌蓝离子电池（ZIBs）等进行了大量研究。因为其具有372 mAh g的高理论容量，石墨负极在这些电池中更为实用。负一以及适当的稳定性。近期的技能打破推动了基于graphene的anodes的出现。Graphene作为一层碳原子薄片，具有巨大的表面积，并可作为一个适应多种需求的平台。出产graphene有多种办法，其间League办法以其简单性、有效性和低本钱锋芒毕露，使其成为各种运用的抱负挑选。它还能制作出具有可调特性的graphene。此外，这是一种绿色办法，可以削减对电子废物产值不断添加的担忧。Green LIG是由纸张和木材等纤维素资料制成的，这些都是环保的原资料。接下来，本文讨论LIG的出产工艺以及激光在graphene制备和功能化中的关键参数。随后，咱们将深入探讨运用激光加工技能开发的电池研究范畴中近期且极具远景的研究成果，特别重视电池运用。本总述最后讨论了激光技能的首要应战以及graphene在动力器材制作中的潜在运用。LIG的首要应战之一是难以出产厚膜。另一个应战是LIG电阻较高，这可能导致电子运用中的欧姆损耗。研究人员现在正在尽力寻觅下降LIG电阻的办法，一起又不献身其其他有用特性。此外，这一要素也会影响其稳定性。

导言

应对全球变暖需求迅速采用可再生动力来代替化石燃料[1], [2], [3], [4]。气候变化的首要原因是工业活动排放的二氧化碳、交通运输焚烧化石燃料以及废物办理缺乏[4], [5], [6], [7]。因为焚烧化石燃料会发生温室气体并引发其他问题然后损坏环境，近几十年来人们对存储和运用清洁动力的办法发生了越来越稠密的兴趣[8], [9], [10], [11]。跟着技能的进步，咱们对电子设备的依靠程度日益添加。个人电子产品和电动汽车需求的激增，使得开发高功能储能解决计划成为必然。这些设备必须供给足够的能量和功率，一起确保牢靠的长时间运行[12], [13], [14]。它也合适收回运用。尽管产品寿数有所缩短，但全球电气和电子设备（EEE）市场近期仍阅历了指数级增长。这些产品的报废导致它们被丢弃在废物填埋场和收回设施中，给利益相关者带来了新的应战。政治家和政府机构正试图为倾倒在废物填埋场的危险资料供给代替计划。国际安排和科学家也在开发不同的办法，经过收回资料用于可再生动力来为可继续未来做出贡献。原资料供应的继续性。
向可再生动力的转型催生了对先进储能技能的迫切需求。这些体系形式多样，包含Thermal、flywheel、compressed air、hydro pumped、magnetic、chemical、hydrogen以及electrochemical [16], [17], [18], [19], [20]。在electrochemical选项中，supercapacitors、micro-supercapacitors和batteries凭仗其高功能和环保优势锋芒毕露，成为首要竞争者 [21], [22], [23]。Rechargeable batteries是一种领先的储能挑选；幻想一下那些能量强劲、能量转化高效、充电迅速、易于带着且价格低廉、经济实惠的电池 [24], [25]。在当时的发展阶段，supercapacitors（SCs）可以供给高功率密度，但其能量密度往往缺乏。与此一起，rechargeable batteries具有杰出的能量密度，而supercapacitors则在功率输出方面体现出色 [26], [27]。但是，两者都受到电极资料局限性的限制。
依据United States Environmental Protection Agency（USEPA）的数据，美国每年发生约16万吨电池，从中潜在可收回约2万吨锰 [28]。此外，废旧电池中丰富的锰可用作超级电容器电极。联合国于2015年经过了《2030年可继续发展议程》。该议程包含169个目标和17项宗旨，旨在完成可继续发展战略计划 [29]。全球企业被要求以至少满足当代可继续设计准则的办法开展运营。电子设备消费的不断添加，加之其运用寿数短、修理挑选有限以及长途作业带来的应战，凸显了安排内部实施可继续实践的紧迫性。完成可继续性需求一种综合办法，包含基础设施、数字化转型和资源办理。当时的COVID-19疫情估计将导致电子废物骤增。因为电子废物含有危险和有毒物质，不当的处理办法可能带来多种健康和环境危险 [30]。从经济视点来看，因为电子废物富含可收回的贵金属（如Fe、Au和Cu），这些金属可作为二次资源循环运用，因此电子废物被视为“城市矿山” [31]。因此，寻觅ma至关重要...
近年来，以各种形式组成的碳基资料已成为储能设备中广受欢迎的电极组件[32]，[33]，因为它们价格低廉、比表面积大且在电化学反响中体现良好[34]，[35]，[36]。在复合电极中，碳资料供给了一个稳定的骨架，可防止金属氧化物聚会[37]。碳纳米管、球体、纳米纤维及其他结构已成功运用于动力相关范畴[37]，[38]，[39]，[40]，[41]，[42]。石墨作为LIB电池中运用悠久的负极资料，曾被认为是适用于所有电池技能的通用挑选[43]。
尽管石墨的层状结构和高电导率使其成为锂离子电池极具远景的负极资料，但其狭窄的层间距以及在离子嵌入方面的局限性阻止了它对较大离子的功能体现。传统的Scotch胶带法[44]用于石墨组成，以及需求粘结剂和添加剂来确保与集流体良好粘附的需求，进一步限制了其能量密度。石墨烯作为石墨的单原子层，因其杰出的特性而成为一个有目共睹的代替计划。其巨大的比表面积、高电导率和机械强度供给了克服传统石墨负极局限性的潜力，然后完成更高的能量密度和提升电池功能。石墨烯是由碳原子以蜂窝状排列形成的平面薄片。由KS Novoselov领导的团队发现了这种共同的结构[44]。经过重复剥离对多层石墨进行机械剥离即可制备出石墨烯。石墨烯具有高透光率（~98%）[45]、高电子迁移率（~200000 cm²V⁻¹s⁻¹）[46]、高热导率（~5000 W m⁻¹ K⁻¹）[47]以及大比表面积（~2.630 m²/g）[48]。
这些特性使得graphene适用于众多运用范畴，包含催化剂[49]、[50]，通明电极[51]，传感器[52]等。因为其高比表面积，graphene可以供给优异的活性位点，并防止受阻资料的聚会。因此，含graphene的资料使得运用极少量的贵金属完成杰出的电化学功能成为可能。
石墨烯衍生物，如graphene oxide (GO)、reduced graphene oxide (rGO)、graphene hydrogel、graphene aerogel、graphene quantum dots (GQDs)和doped graphene，在电极范畴也备受青睐。这些资料因其优异的电化学功能、广阔的比表面积、低重量以及杰出的导电性而受到推重[53]。石墨烯基资料在实验室环境下展现出特殊的远景，具备了对下一代技能至关重要的特性。这些资料有望作为首要组分或重要添加剂发挥关键作用[54]。鉴于各种资料和结构的差异，针对能量存储运用，人们现已开发出了多种专门用于制备石墨烯及其衍生物的组成办法。出产多维石墨烯的办法包含LPE、CVD、chemical reduction of GO、epitaxy和unpacking of CNTs[55], [56]。尽管这些技能工艺杂乱、本钱昂扬且难以大规模实施（例如用于电池电极[57]），但shear mixing为石墨烯出产供给了一种可扩展且经济的解决计划，不过其现在的产率仍低于1%[58]。
氧化石墨烯（GO）层在改造的DVD平台上运用IR激光器进行了精确图画化。该激光工艺有效地去除了GO中的含氧基团，然后增强了其电导率。这种激光刻蚀技能完成了资料属性的精确图画化、结构化和定制，展现了其在制作石墨烯电子器材方面的杰出能力[59]。2014年，James Tour团队经过用CO2激光照射商业聚酰亚胺薄膜，开发出了被称为激光诱导石墨烯的三维多孔石墨烯[60]。Tour及其团队提出，激光诱导的热量导致聚酰亚胺薄膜的芳香族结构发生改变，然后形成三维多孔石墨烯结构。研究标明，激光处理的电力本钱十分低，实验室规模下LIG的本钱仅为1美元/平方米[61]。此外，另一项研究显示，制作LIG的总本钱约为4至5美元/平方米[62]，这一本钱已足够低以完成商业化。一起，这些优势也适用于光热转化、硝酸盐还原反响以及牢靠的发电机等其他运用范畴，可以对可再生动力范畴及咱们的日常生活发生重大影响[62], [63]。优异的比表面积（≈340 m² g⁻¹）、分级孔隙结构、出色的热稳定性（> 900 °C）以及杰出的电导率（5–70 S cm⁻¹）均是激光诱导石墨烯（LIG）的特性之一[64]
自发现以来，laser-induced graphene（LIG）取得了明显发展，特别是在开发源自可继续且环保的生物基碳源的green LIG（gLIG）方面。一种名为“green LIG”的新型时尚碳资料是由LDWing制作的，它是一种由包含纤维素、木材、树叶、软木和壳类在内的多种生物衍生碳资料组成的资料[79]。鉴于电子废物引发的环境问题，gLIG可能为运行于足够、可再生、生物基碳源上的经济实惠、易于收回运用且结构简单的电子设备敞开大门。
本总述扼要概述了电池及其作业原理。随后讨论了激光诱导石墨烯（LIG）的制备工艺，以及用于石墨烯组成与改性的关键激光处理参数。本总述深入探讨了用于储能器材电极的激光处理技能的最新发展，要点重视其在电池技能中的运用。咱们讨论了基于激光的办法在石墨烯处理及储能器材制作中所面临的首要应战与潜在优势。

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