High quality carbon nanodots (C-dots) with high purity were synthesized through a mild, one-step electrochemical approach, without the assistance of any chemicals but only pure water. This high productivity method makes the synthetic process of C-dots synthesis both economical as well as environment-friendly. The as prepared C-dots are predominantly multi-layer graphene oxide, with luminescence and high up-conversion photoluminescence (emission of light at shorter wavelengths than the excitation wavelength). Meanwhile, C-dots showed peroxidise mimetic function and visible-light-sensitive photocatalytic activity for methyl orange degradation. In addition, a novel photocatalyst (TiO2/C-dots) was obtained by combining C-dots with TiO2 through an easy hydrothermal method. Remarkably, TiO2/C-dots exhibited an excellent visible-light photocatalytic activity.

Abstract The long-standing issue of lithium dendrite growth during repeated deposition or dissolution processes hinders the practical use of lithium-metal anodes for high-energy density batteries. Here, we demonstrate a promising lithiophilic–lithiophobic gradient interfacial layer strategy in which the bottom lithiophilic zinc oxide/carbon nanotube sublayer tightly anchors the whole layer onto the lithium foil, facilitating the formation of a stable solid electrolyte interphase, and prevents the formation of an intermediate mossy lithium corrosion layer. Together with the top lithiophobic carbon nanotube sublayer, this gradient interfacial layer can effectively suppress dendrite growth and ensure ultralong-term stable lithium stripping/plating. This strategy is further demonstrated to provide substantially improved cycle performance in copper current collector, 10 cm 2 pouch cell and lithium–sulfur batteries, which, coupled with a simple fabrication process and wide applicability in various materials for lithium-metal protection, makes the lithiophilic–lithiophobic gradient interfacial layer a favored strategy for next-generation lithium-metal batteries.

ZnO/carbon quantum dots (ZnO/CQDs) nanocomposites were prepared by a one-step hydrothermal reaction and used as superior photocatalysts for the degradation of toxic gas (benzene and methanol) under visible light at room temperature. The as-prepared ZnO/CQDs nanocomposites were characterized by X-ray powder diffraction, Raman spectra, Fourier transform infrared spectroscopy, UV-Vis absorption spectroscopy, scanning and transmission electron microscopy. The results show that these nanocomposites exhibit higher photocatalytic activity (degradation efficiency over 80%, 24 h) compared to N doped TiO2 and pure ZnO nanoparticles under visible light irradiation. In the present catalyst system, the crucial roles of CQDs in the enhancement of photocatalytic activity of the ZnO/CQDs nanocomposites are illustrated.

Lithium-ion batteries have become one of the mainstay industries worldwide especially for electric vehicles, but they always suffer from failures, including the accelerating degradation under unexpected conditions and even thermal runaway. As the great progress of vehicle-cloud-collaborated method, the prognosis and health management (PHM) delivers the great potential to prolong the lifespan and decrease the failures of lithium-ion batteries on electric vehicles. PHM provides an innovative perspective of managing strategy on the remaining useful reliability, different from conventional state monitoring methods. Herein, the general framework and research progress of battery PHM are summarized, and then introduce an innovative vehicle-cloud-collaborated PHM to solve the various problems and failures of batteries. Essential technics including the knowledge base, reliability evaluation and growth, multi-scale digital twin model, failure detection and early warning are reviewed according to recent progress. Further, the challenges and perspectives are also discussed according to the industrialized experiences, and desires to provide a detailed in-depth understanding of battery PHM for future research. The article hopes to deliver an innovative battery management strategy to improve battery performances in electric, thermal and safety, and help further promotion in diverse fields.