Siliciumanoder har tiltrukket sig stor opmærksomhed i batteriindustrien.Sammenlignet medlithium-ion batterierved hjælp af grafitanoder kan de give 3-5 gange større kapacitet.Den større kapacitet betyder, at batteriet holder længere efter hver opladning, hvilket kan forlænge elbilers køreafstand betydeligt.Selvom silicium er rigeligt og billigt, er ladnings-afladningscyklusserne for Si-anoder begrænset.Under hver opladnings-afladningscyklus vil deres volumen blive kraftigt udvidet, og selv deres kapacitans vil falde, hvilket vil føre til brud på elektrodepartiklerne eller delaminering af elektrodefilmen.

KAIST-holdet, ledet af professor Jang Wook Choi og professor Ali Coskun, rapporterede den 20. juli om et molekylært remsklæbemiddel til lithium-ion-batterier med stor kapacitet med siliciumanoder.

KAIST-teamet integrerede molekylære remskiver (kaldet polyrotaxaner) i batterielektrodebindere, herunder tilføjelse af polymerer til batterielektroderne for at fastgøre elektroderne til metalsubstrater.Ringene i polyrotan er skruet ind i polymerskelettet og kan bevæge sig frit langs skelettet.

Ringene i polyrotan kan bevæge sig frit med volumenændringen af ​​siliciumpartikler.Ringene kan effektivt holde formen af ​​siliciumpartikler, så de ikke går i opløsning i den kontinuerlige volumenændringsproces.Det er bemærkelsesværdigt, at selv knuste siliciumpartikler kan forblive sammensmeltende på grund af den høje elasticitet af polyrotan-klæbemidler.Funktionen af ​​de nye klæbemidler er i skarp kontrast til den af ​​de eksisterende klæbemidler (normalt simple lineære polymerer).De eksisterende klæbemidler har begrænset elasticitet og kan derfor ikke fastholde partikelformen.Tidligere klæbemidler kan sprede knuste partikler og reducere eller endda miste kapaciteten af ​​siliciumelektroder.

Forfatteren mener, at dette er en glimrende demonstration af vigtigheden af ​​grundforskning.Polyrotaxane vandt sidste år Nobelprisen for konceptet "mekaniske bindinger"."Mekanisk binding" er et nydefineret begreb, der kan føjes til klassiske kemiske bindinger, såsom kovalente bindinger, ionbindinger, koordinationsbindinger og metalbindinger.Langsigtet grundforskning tager gradvist fat på batteriteknologiens langvarige udfordringer i et uventet tempo.Forfatterne nævnte også, at de i øjeblikket arbejder med en stor batteriproducent for at integrere deres molekylære remskiver i faktiske batteriprodukter.

Sir Fraser Stoddart, vinder af Noble Laureate Chemistry Award 2006 ved Northwestern University, tilføjede: "Mekaniske bindinger er genvundet for første gang i et energilagringsmiljø.KAIST-teamet brugte dygtigt mekaniske bindemidler i slæberingspolyrotaxaner og funktionaliseret alpha-cyclodextrin spiral polyethylenglycol, hvilket markerede et gennembrud i ydeevnen af ​​lithium-ion-batterier på markedet, når remskiveformede aggregater med mekaniske bindemidler.Forbindelser erstatter konventionelle materialer med kun én kemisk binding, hvilket vil have en betydelig indvirkning på materialers og udstyrs egenskaber.