Kremíkové anódy priťahujú veľkú pozornosť v priemysle batérií. V porovnaní slítium-iónové batériePoužitím grafitových anód dokážu poskytnúť 3 až 5-krát väčšiu kapacitu. Väčšia kapacita znamená, že batéria vydrží dlhšie po každom nabití, čo môže výrazne predĺžiť dojazd elektrických vozidiel. Hoci je kremík hojný a lacný, cykly nabíjania a vybíjania kremíkových anód sú obmedzené. Počas každého cyklu nabíjania a vybíjania sa ich objem výrazne zväčší a dokonca sa zníži ich kapacita, čo vedie k lámaniu elektródových častíc alebo delaminácii elektródového filmu.

Tím KAIST pod vedením profesora Janga Wooka Choia a profesora Aliho Coskuna 20. júla informoval o molekulárnom lepidle pre kladky s veľkokapacitnými lítium-iónovými batériami s kremíkovými anódami.

Tím KAIST integroval molekulárne kladky (nazývané polyrotaxány) do spojív elektród batérií vrátane pridania polymérov k elektródam batérií na ich pripevnenie ku kovovým substrátom. Krúžky z polyrotanu sú zaskrutkované do polymérnej kostry a môžu sa voľne pohybovať pozdĺž kostry.

Krúžky v polyrotáne sa môžu voľne pohybovať so zmenou objemu kremíkových častíc. Kĺzavé krúžky dokážu účinne udržiavať tvar kremíkových častíc, takže sa v procese kontinuálnej zmeny objemu nerozpadajú. Je pozoruhodné, že aj drvené kremíkové častice môžu zostať koalescenčné vďaka vysokej elasticite polyrotánových lepidiel. Funkcia nových lepidiel je v ostrom kontraste s funkciou existujúcich lepidiel (zvyčajne jednoduchých lineárnych polymérov). Existujúce lepidlá majú obmedzenú elasticitu, a preto nedokážu pevne udržať tvar častíc. Predchádzajúce lepidlá môžu rozptyľovať drvené častice a znižovať alebo dokonca strácať kapacitu kremíkových elektród.

Autor sa domnieva, že toto je vynikajúca demonštrácia dôležitosti základného výskumu. Polyrotaxán získal minulý rok Nobelovu cenu za koncept „mechanických väzieb“. „Mechanická väzba“ je novo definovaný koncept, ktorý možno pridať ku klasickým chemickým väzbám, ako sú kovalentné väzby, iónové väzby, koordinačné väzby a kovové väzby. Dlhodobý základný výskum postupne rieši dlhodobé výzvy technológie batérií neočakávaným tempom. Autori tiež spomenuli, že v súčasnosti spolupracujú s veľkým výrobcom batérií na integrácii ich molekulárnych kladiek do skutočných batériových produktov.

Sir Fraser Stoddart, držiteľ ceny Noble Laureate Chemistry Award za rok 2006 na Northwestern University, dodal: „Mechanické väzby sa prvýkrát obnovili v prostredí skladovania energie. Tím KAIST zručne použil mechanické spojivá v polyrotaxánoch s krúžkami a funkcionalizovaný alfa-cyklodextrínový špirálový polyetylénglykol, čo predstavuje prelom vo výkonnosti lítium-iónových batérií na trhu, keď sa agregáty v tvare kladky s mechanickými spojivami. Zlúčeniny nahrádzajú konvenčné materiály iba s jednou chemickou väzbou, čo bude mať významný vplyv na vlastnosti materiálov a zariadení.“