Silicon Anoden hu grouss Opmierksamkeet an der Batterieindustrie ugezunn.Am Verglach matLithium-Ion Batterienmat graphite anodes, si kënnen 3-5 mol méi grouss Kapazitéit.Déi méi grouss Kapazitéit bedeit datt d'Batterie méi laang dauert no all Ladung, wat d'Distanz vun elektresche Gefierer wesentlech verlängeren kann.Och wann Silizium reichend a bëlleg ass, sinn d'Lade-Entladungszyklen vu Si Anoden limitéiert.Während all Charge-Entladungszyklus wäert hire Volume staark erweidert ginn, a souguer hir Kapazitéit wäert erofgoen, wat zu der Fraktur vun den Elektrodenpartikelen oder der Delaminatioun vum Elektrodenfilm féiert.

D'KAIST Team, gefouert vum Professer Jang Wook Choi a Professer Ali Coskun, huet den 20. Juli e molekulare Pulley-Klebstoff fir grouss Kapazitéit Lithium-Ion-Batterien mat Siliziumanoden gemellt.

D'KAIST Team integréiert molekulare Pulleys (genannt Polyrotaxanen) an Batterieelektrodebinder, dorënner Polymere fir d'Batterieelektroden bäizefügen fir d'Elektroden op Metallsubstrater ze befestigen.D'Réng am Polyrotan ginn an de Polymerskelett geschrauft a kënne fräi laanscht de Skelett bewegen.

D'Réng am Polyrotan kënne fräi mat der Volumenännerung vu Siliziumpartikelen beweegen.De Rutsch vu Réng kann effektiv d'Form vu Siliziumpartikelen behalen, sou datt se net am kontinuéierleche Volumenännerungsprozess zerbriechen.Et ass bemierkenswäert datt och zerquetscht Siliziumpartikel kënne koaleszent bleiwen wéinst der héijer Elastizitéit vu Polyrotane-Klebstoff.D'Funktioun vun den neie Klebstoff ass am schaarfen Kontrast zu där vun den existente Klebstoffe (normalerweis einfach linear Polymer).Déi existent Klebstoff hunn eng limitéiert Elastizitéit an dofir kënnen d'Partikelform net fest halen.Virdrun Klebstoff kann zerdréckt Partikelen streiden an d'Kapazitéit vu Siliziumelektroden reduzéieren oder souguer verléieren.

Den Auteur mengt datt dëst eng exzellent Demonstratioun vun der Wichtegkeet vun der Basisfuerschung ass.Polyrotaxane huet d'lescht Joer den Nobelpräis fir d'Konzept vun "mechanesch Obligatiounen" gewonnen."Mechanesch Bindung" ass en nei definéiert Konzept dat zu klassesche chemesche Bindungen bäigefüügt ka ginn, sou wéi kovalent Bindungen, ionesche Bindungen, Koordinatiounsbindungen a Metallbindungen.Laangfristeg Basisfuerschung adresséiert lues a lues déi laangjäreg Erausfuerderunge vun der Batterietechnologie mat engem onerwaarten Taux.D'Auteuren hunn och erwähnt datt se de Moment mat engem grousse Batteriehersteller schaffen fir hir molekulare Pulleys an aktuell Batterieprodukter z'integréieren.

De Sir Fraser Stoddart, 2006 Noble Laureate Chemistry Award Gewënner op der Northwestern University, huet bäigefüügt: "Mechanesch Obligatiounen hu sech fir d'éischte Kéier an engem Energielagerëmfeld erholl.D'KAIST-Team huet Fäegkeet mechanesch Bindemëttel a Rutschring Polyrotaxanen a funktionaliséierter Alpha-Cyclodextrin Spiralpolyethylenglycol benotzt, en Duerchbroch an der Leeschtung vu Lithium-Ion Batterien um Maart markéiert, wann d'Riehm-förmlech Aggregater mat mechanesche Bindemëttelen.Verbindungen ersetzen konventionell Materialien mat nëmmen enger chemescher Verbindung, déi e wesentlechen Impakt op d'Eegeschafte vu Materialien an Ausrüstung hunn.