Siliziumanoden hunn an der Batterieindustrie grouss Opmierksamkeet op sech gezunn. Am Verglach matLithium-Ionen-BatterienMat Hëllef vu Graphitanoden kënne si eng 3-5-mol méi grouss Kapazitéit ubidden. Déi méi grouss Kapazitéit bedeit, datt d'Batterie no all Opluedung méi laang hält, wat d'Fuerdistanz vun Elektroautoen däitlech verlängere kann. Och wann Silizium vill a bëlleg ass, sinn d'Lade- an Entluedungszyklen vun de Si-Anoden limitéiert. Wärend all Lade- an Entluedungszyklus gëtt hire Volumen staark vergréissert, a souguer hir Kapazitéit hëlt of, wat zu engem Broch vun den Elektrodenpartikelen oder enger Delaminatioun vum Elektrodenfilm féiert.

D'KAIST-Team ënner der Leedung vum Professer Jang Wook Choi an dem Professer Ali Coskun huet den 20. Juli e molekulare Riemscheklebstoff fir Lithium-Ionen-Batterien mat grousser Kapazitéit a Siliziumanoden publizéiert.

D'KAIST-Team huet molekular Riemscheiwen (genannt Polyrotaxanen) a Batterieelektrodebindemëttel integréiert, dorënner Polymeren zu den Batterieelektroden bäigefüügt, fir d'Elektroden un Metallsubstrater ze befestigen. D'Réng am Polyrotan sinn an de Polymerskelett geschrauft a kënne sech fräi laanscht de Skelett beweegen.

D'Réng am Polyrotan kënne sech fräi beweegen, wann de Volumen vun de Siliziumpartikelen ännert. De Schleife vun de Réng kann d'Form vun de Siliziumpartikelen effektiv behalen, sou datt se net am kontinuéierleche Volumenännerungsprozess zerfalen. Et ass bemierkenswäert, datt och zerquetscht Siliziumpartikelen duerch déi héich Elastizitéit vu Polyrotan-Klebstoffer koaleszent bleiwe kënnen. D'Funktioun vun den neie Klebstoffer steet am staarke Kontrast zu där vun den existente Klebstoffer (normalerweis einfach linear Polymeren). Déi existent Klebstoffer hunn eng limitéiert Elastizitéit a kënnen dofir d'Partikelform net fest behalen. Fréier Klebstoffer kënnen zerquetscht Partikelen zerstreeten an d'Kapazitéit vu Siliziumelektroden reduzéieren oder souguer verléieren.

Den Auteur mengt, datt dëst eng exzellent Demonstratioun vun der Wichtegkeet vun der Grondlagefuerschung ass. Polyrotaxan huet d'lescht Joer den Nobelpräis fir de Konzept vun de "mechanesche Bindungen" gewonnen. "Mechanesch Bindung" ass en nei definéierte Konzept, deen zu klassesche chemesche Bindungen, wéi kovalent Bindungen, ionesch Bindungen, Koordinatiounsbindungen a Metallbindungen, bäigefüügt ka ginn. Laangfristeg Grondlagefuerschung adresséiert déi laangjäreg Erausfuerderunge vun der Batterietechnologie lues a lues an engem onerwaarten Tempo. D'Auteuren hunn och erwähnt, datt si de Moment mat engem grousse Batterieproduzent zesummeschaffen, fir hir molekular Riemscheiwen an tatsächlech Batterieprodukter z'integréieren.

De Sir Fraser Stoddart, Gewënner vum Nobelpräis fir Chimie 2006 op der Northwestern University, huet dobäi gesot: „Mechanesch Bindungen hunn sech fir d'éischt Kéier an enger Energiespeicherëmfeld erholl. D'KAIST-Team huet gekonnt mechanesch Bindemittel a Schleifring-Polyrotaxanen a funktionaliséierten Alpha-Cyclodextrin-Spiral-Polyethylenglykol benotzt, wat en Duerchbroch an der Leeschtung vu Lithium-Ionen-Batterien um Maart markéiert, wa Riemscheiffërmeg Aggregate mat mechanesche Bindemittel optrieden. Verbindungen ersetzen konventionell Materialien mat nëmmen enger chemescher Bindung, wat e wesentlechen Impakt op d'Eegeschafte vu Materialien an Ausrüstung wäert hunn.“