據外媒報道，長壽命電池的想法，距離實現又更近了一步。之前的問題是，某種電池材料可以擁有很大的能量，但是很快就會分解掉。好消息是，通過'輪鎖'結構來保持電池中的矽材料的話，就可以克服這個缺點。對於製造商們來說，與其選擇石墨，他們更喜歡用矽元素來製作電池的陽極組件，畢竟後者能夠儲存 5 倍以上的能量。不過它也不是沒有缺點，特別是容易在膨脹 400% 後破裂，意味著這類電池的壽命很糟糕。
滑輪狀的多聚準輪烷（ring-sliding polyrotaxanes），賦予了新電池粘合劑異常高的彈性，以延長鋰離子電池中矽微粒電極的循環壽命。
根據近日發表在《科學》（Science）期刊上的一篇文章，科學家們已打造出了分子級的"工程滑輪"。這些滑輪能夠將矽元素緊緊鎖住，所以不會導致其膨脹。
測試發現，新型電池可在數百次循環周期後，依然保有 98% 的電量、且續航能力與石墨陽極相當。顯然，這項儲能技術的重大進步，可極大推進電動汽車等領域的發展。
下麵介紹下電池是如何工作的：
電池兩端分為陰陽極，其中鋰陰極帶有正電子、陽極則有帶負電荷的離子。
充電的時候，鋰離子會從陰極跑到陽極；放電的時候，這個過程又會反過來。
論文合著者、韓國科學技術院（KAIST）工程師 Jang Wook Choi 表示：
通常情況下，陽極使用石墨製成的。早期針對矽陽極的研究，多采用了一種粘合劑。然而這種工藝太生硬，無法隨著矽移動或牢固鎖住粒子。
不過在新研究中，Choi 團隊打造出了一種雙效粘合劑，它不僅彈性好得可以適應膨脹、但又強韌得不讓矽破散掉。論文合著者，同樣來自 KAIST 的 Ali Coskun 表示：
這種'輪鎖'被稱作"聚輪烷"（Polyrotaxane），由一種套著可以上下滑動的'螺紋圈'組成。它可以隨著矽陽極的膨脹而動，同時用力鎖住、防止其膨脹過頭而解體。
需要指出的是，Coskun 是在美國西北大學導師、2016 諾貝爾化學獎得主 Fraser Stoddart 名下念的博士後。
[編譯自：TheVerge]
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