Silisiumanoder har vakt stor oppmerksomhet i batteriindustrien.Sammenlignet medlitium-ion-batterierved bruk av grafittanoder kan de gi 3-5 ganger større kapasitet.Den større kapasiteten gjør at batteriet varer lenger etter hver ladning, noe som kan forlenge kjøreavstanden til elbiler betydelig.Selv om silisium er rikelig og billig, er ladnings-utladingssyklusene til Si-anoder begrenset.Under hver ladnings-utladningssyklus vil volumet deres bli kraftig utvidet, og til og med kapasitansen vil avta, noe som vil føre til brudd på elektrodepartiklene eller delaminering av elektrodefilmen.

KAIST-teamet, ledet av professor Jang Wook Choi og professor Ali Coskun, rapporterte 20. juli et molekylært remskivelim for litiumionbatterier med stor kapasitet med silisiumanoder.

KAIST-teamet integrerte molekylære trinser (kalt polyrotaxaner) i batterielektrodebindere, inkludert tilsetning av polymerer til batterielektrodene for å feste elektrodene til metallsubstrater.Ringene i polyrotan er skrudd inn i polymerskjelettet og kan bevege seg fritt langs skjelettet.

Ringene i polyrotan kan bevege seg fritt med volumendringen av silisiumpartikler.Ringene kan effektivt beholde formen til silisiumpartikler, slik at de ikke går i oppløsning i den kontinuerlige volumendringsprosessen.Det er bemerkelsesverdig at selv knuste silisiumpartikler kan forbli koalescerende på grunn av den høye elastisiteten til polyrotan-lim.Funksjonen til de nye limene står i skarp kontrast til den til de eksisterende limene (vanligvis enkle lineære polymerer).De eksisterende limene har begrenset elastisitet og kan derfor ikke opprettholde partikkelformen.Tidligere lim kan spre knuste partikler og redusere eller til og med miste kapasiteten til silisiumelektroder.

Forfatteren mener dette er en utmerket demonstrasjon av viktigheten av grunnforskning.Polyrotaxane vant Nobelprisen i fjor for konseptet "mekaniske bindinger"."Mekanisk binding" er et nydefinert konsept som kan legges til klassiske kjemiske bindinger, som kovalente bindinger, ioniske bindinger, koordinasjonsbindinger og metallbindinger.Langsiktig grunnforskning tar gradvis opp de langvarige utfordringene ved batteriteknologi i en uventet hastighet.Forfatterne nevnte også at de for tiden jobber med en stor batteriprodusent for å integrere sine molekylære trinser i faktiske batteriprodukter.

Sir Fraser Stoddart, 2006 Noble Laureate Chemistry Award-vinner ved Northwestern University, la til: "Mekaniske bindinger har gjenopprettet seg for første gang i et energilagringsmiljø.KAIST-teamet brukte dyktig mekaniske bindemidler i slip-ring polyrotaxaner og funksjonaliserte alfa-cyklodekstrin spiral polyetylenglykol, og markerte et gjennombrudd i ytelsen til litium-ion batterier på markedet, når trinseformede aggregater med mekaniske bindemidler.Forbindelser erstatter konvensjonelle materialer med kun én kjemisk binding, noe som vil ha en betydelig innvirkning på egenskapene til materialer og utstyr.