硅阳极正受到电池界的极大关注。与锂离子电池中使用现有石墨阳极的产品相比，它们的容量可提高3~5倍。更高的容量意味着每次充电使用更长的电池，这对于延长全电动车辆的行驶里程尤其重要。虽然硅是丰富且廉价的，但是Si阳极具有有限的充电 - 放电循环次数，其通常小于100倍的微粒尺寸。它们的体积在每次充电 - 放电循环期间极大地膨胀，导致电极颗粒的破裂或电极膜的分层，即使在衰减其容量时也是如此。
由Jang Wook Choi教授和Ali Coskun教授领导的KAIST研究小组在7月20日的“ 科学”杂志上报道了一种用于锂离子电池高容量硅阳极的分子滑轮粘合剂。
KAIST团队将分子滑轮(称为聚轮烷)集成到电池电极粘合剂中，电池电极粘合剂包含在电池电极中，用于将电极连接到金属基板上。在聚轮烷中，环被拧入聚合物主链中并且可以沿着主链自由移动。
环在聚轮烷中的自由移动可以跟随硅颗粒的体积变化。环的滑动运动可以在连续的体积变化期间有效地保持Si颗粒而不会崩解。值得注意的是，由于聚轮烷粘合剂的高弹性，即使粉碎的硅颗粒也能保持聚结。新粘合剂的功能与现有粘合剂(通常是简单的线性聚合物)形成鲜明对比，现有粘合剂具有有限的弹性，因为现有的粘合剂不能牢固地保持粉碎的颗粒。先前的粘合剂允许粉碎的颗粒散射，因此硅电极降解并失去其容量。
作者说：“这是展示基础研究重要性的一个很好的例子。去年，Polyrotaxane获得诺贝尔奖，基于”机械粘合“的概念。“机械结合”是一个新发现的概念，可以添加到化学中的经典化学键，如共价键，离子键，配位键和金属键。长期的基础研究正朝着意想不到的方向扩展，以解决长期存在的挑战。电池技术。“
作者还提到，他们目前正在与一家大型电池制造商合作，将他们的分子滑轮集成到真正的电池产品中。
2016年诺贝尔化学奖获得者西北大学的弗雷泽·斯托达特爵士补充道，“机械债券首次在能量储存环境中得到拯救.KAIST团队巧妙地利用滑环聚轮烷中的机械键聚乙二醇与功能化α-环糊精环形成螺纹连接 - 标志着可销售锂离子电池性能的突破。这项重要的技术进步提供了更多的证据，表明当带有机械键的滑轮状聚合物取代仅基于化学键的传统材料时，这种物理结合对材料特性和器件性能的独特影响可能是深刻的，改变游戏规则。“
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