Silicon anodes geus narik perhatian hébat dina industri batré.Dibandingkeun jeungbatré litium-ionngagunakeun anoda grafit, aranjeunna tiasa nyayogikeun kapasitas 3-5 kali langkung ageung.Kapasitas anu langkung ageung hartosna batréna bakal langkung lami saatos unggal muatan, anu tiasa sacara signifikan manjangkeun jarak nyetir kendaraan listrik.Sanajan silikon loba pisan tur murah, siklus muatan-ngaleupaskeun anoda Si diwatesan.Salila unggal siklus muatan-ngaleupaskeun, volume maranéhna bakal greatly dimekarkeun, komo capacitance maranéhna bakal turun, nu bakal ngakibatkeun narekahan partikel éléktroda atawa delamination tina pilem éléktroda.

Tim KAIST, dipingpin ku Professor Jang Wook Choi jeung Professor Ali Coskun, dilaporkeun dina 20 Juli a napel katrol molekular pikeun batré ion litium kapasitas badag kalayan anoda silikon.

Tim KAIST terpadu katrol molekular (disebut polyrotaxanes) kana binders éléktroda batré, kaasup nambahkeun polimér kana éléktroda batré pikeun ngagantelkeun éléktroda ka substrat logam.Cingcin dina polyrotane ngaco kana rorongkong polimér sarta bisa gerak kalawan bébas sapanjang rorongkong.

Cingcin dina polyrotane bisa gerak kalawan bébas kalawan parobahan volume partikel silikon.The dieunakeun tina cingcin éféktif bisa ngajaga bentuk partikel silikon, ambéh maranéhanana moal disintegrate dina prosés robah volume kontinyu.Éta noteworthy yén sanajan partikel silikon ditumbuk bisa tetep coalescent alatan élastisitas luhur napel polyrotane.Fungsi napel anyar kontras pisan jeung lémél nu aya (biasana polimér liniér basajan).Perekat anu aya gaduh élastisitas kawates sahingga henteu tiasa ngajaga bentuk partikel.Adhesives saméméhna bisa paburencay partikel ditumbuk sarta ngurangan atawa malah leungit kapasitas éléktroda silikon.

Panulis percaya yén ieu mangrupikeun demonstrasi anu saé ngeunaan pentingna panalungtikan dasar.Polyrotaxane meunang Hadiah Nobel taun ka tukang pikeun konsép "beungkeut mékanis"."Beungkeut Mékanis" nyaéta konsép anu anyar didefinisikeun anu bisa ditambahkeun kana beungkeut kimia klasik, kayaning beungkeut kovalén, beungkeut ionik, beungkeut koordinasi jeung beungkeut logam.Panaliti dasar jangka panjang laun-laun ngungkulan tangtangan téknologi batré dina laju anu teu disangka-sangka.Panulis ogé nyarios yén aranjeunna ayeuna damel sareng produsén batré ageung pikeun ngahijikeun katrol molekular kana produk batré anu saleresna.

Sir Fraser Stoddart, meunangna Noble Laureate Chemistry Award 2006 di Northwestern University, nambahan: "Beungkeut mékanis geus pulih pikeun kahiji kalina dina lingkungan neundeun énergi.Tim KAIST skillfully dipaké binders mékanis dina slip-ring polyrotaxanes jeung functionalized alfa-cyclodextrin spiral poliétilén glikol, nyirian terobosan dina kinerja batré litium-ion dina pasaran, nalika katrol ngawangun aggregates kalawan binders mékanis.Sanyawa ngagantikeun bahan konvensional ku ngan hiji beungkeut kimia, nu bakal boga dampak signifikan dina sipat bahan jeung alat.