平衡电池容量和稳定性;在3D打印的物体中嵌入数据。
平衡电池容量和稳定性
莱斯大学(Rice University)的研究人员正在深入研究原因，努力开发更适合电动汽车的电池，以及更强大的离网储能电池锂被困住在电池中，从而限制了它在全功率下充电和放电的次数。
研究小组发现，通过不使电池的存储容量最大化，它可以为需要它的应用程序提供稳定稳定的循环。
莱斯大学化学和生物分子工程师Sibani Lisa Biswal说，传统的锂离子电池使用的石墨阳极的容量不到每克400毫安时(mAh/g)，但硅阳极的容量可能是这个容量的10倍。然而，硅在与锂合金时膨胀，对阳极产生压力。通过使硅多孔化并将其容量限制在1000毫安时/克，该团队的测试电池提供了稳定的循环，并且仍然具有出色的容量。
比斯瓦尔说:“最大容量给材料带来了很大的压力，所以这是一种在没有同样程度压力的情况下获得容量的策略。”“每克1000毫安小时仍然是一个很大的飞跃。”
该团队测试了多孔、高容量硅阳极(取代石墨)与高压镍锰钴氧化物(NMC)阴极配对的概念。全电池锂离子电池在数百次循环中表现出1000毫安时/克的稳定循环性能。
莱斯大学的工程师们用硅阳极和氧化铝层制造了锂离子电池，以防止阴极降解。(插图由莱斯大学比斯瓦尔实验室提供)
有些阴极有3纳米氧化铝层(通过原子层沉积)，有些没有。那些氧化铝涂层保护阴极在氢氟酸存在时不会分解，氢氟酸是在少量水侵入液体电解质时形成的。测试表明，氧化铝还加快了电池的充电速度，减少了充电和放电的次数。
莱斯大学的博士后阿努莱卡·哈里达斯(Anulekha Haridas)说，由于锂在氧化铝中的快速运输，似乎存在广泛的陷阱。研究人员已经知道了硅阳极捕获锂的可能方式，使其无法用于供电设备，但她说这是第一个氧化铝本身吸收锂直到饱和的报告。在这一点上，她说，该层成为一个催化剂，快速传输到和从阴极。
在3D打印物体中嵌入数据
奈良科学技术研究所(NAIST)的研究人员开发了一种新方法，将类似条形码的信息嵌入到大脑中3D打印物体并使用消费者文档扫描仪检索它，而不改变对象的形状。
该团队使用了熔融沉积建模(FDM)，这是一种常见的3D打印方法，包括在彼此的顶部沉积熔融塑料层。通过精确控制打印喷嘴的位置和流量，使沉积的塑料层具有可控的路径和厚度，从而获得所需的形状。
通常情况下，控制塑性流动以产生恒定的层厚。然而，该团队在打印过程中修改了塑料流，局部改变了层厚度，以嵌入一些额外的信息。
为了防止物体外表面的退化，选择垂直相邻的层对，并在保持两层厚度之和不变的情况下修改其各自的厚度之比。由于标准层厚度约为0.2毫米，信息可以嵌入在相对较小的区域，从几毫米到几厘米不等。
为了检索嵌入信息，必须测量层的厚度。用这种方法，一个普通的文件扫描仪可以执行测量，而不需要任何特殊的设备。FDM打印过程自然会产生一些分层工件，这些工件在文档扫描仪获得的图像中可见。这些工件允许团队测量层的厚度并提取信息。
研究人员说，可以嵌入各种类型的信息，例如可以链接到Web服务的URL，可以用于产品跟踪的唯一ID，以及用于批量质量管理的打印机ID和打印日期。
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