據(jù)外媒報(bào)道，長(zhǎng)壽命電池的想法，距離實(shí)現(xiàn)又更近了一步。之前的問(wèn)題是，某種電池材料可以擁有很大的能量，但是很快就會(huì)分解掉。好消息是，通過(guò)‘輪鎖’結(jié)構(gòu)來(lái)保持電池中的硅材料的話，就可以克服這個(gè)缺點(diǎn)。對(duì)于制造商們來(lái)說(shuō)，與其選擇石墨，他們更喜歡用硅元素來(lái)制作電池的陽(yáng)極組件，畢竟后者能夠儲(chǔ)存5倍以上的能量。不過(guò)它也不是沒(méi)有缺點(diǎn)，特別是容易在膨脹400%后破裂，意味著這類電池的壽命很糟糕。

滑輪狀的多聚準(zhǔn)輪烷(ring-slidingpolyrotaxanes)，賦予了新電池粘合劑異常高的彈性，以延長(zhǎng)鋰離子電池中硅微粒電極的循環(huán)壽命。

科學(xué)家們已打造出了分子級(jí)的“工程滑輪”。這些滑輪能夠?qū)⒐柙鼐o緊鎖住，所以不會(huì)導(dǎo)致其膨脹。

測(cè)試發(fā)現(xiàn)，新型電池可在數(shù)百次循環(huán)周期后，依然保有98%的電量、且續(xù)航能力與石墨陽(yáng)極相當(dāng)。顯然，這項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)的重大進(jìn)步，可極大推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域的發(fā)展。

下面介紹下電池是如何工作的：

電池兩端分為陰陽(yáng)極，其中鋰陰極帶有正電子、陽(yáng)極則有帶負(fù)電荷的離子。

充電的時(shí)候，鋰離子會(huì)從陰極跑到陽(yáng)極;放電的時(shí)候，這個(gè)過(guò)程又會(huì)反過(guò)來(lái)。

論文合著者、韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院(KAIST)工程師JangWookChoi表示：

通常情況下，陽(yáng)極使用石墨制成的。早期針對(duì)硅陽(yáng)極的研究，多采用了一種粘合劑。然而這種工藝太生硬，無(wú)法隨著硅移動(dòng)或牢固鎖住粒子。

不過(guò)在新研究中，Choi團(tuán)隊(duì)打造出了一種雙效粘合劑，它不僅彈性好得可以適應(yīng)膨脹、但又強(qiáng)韌得不讓硅破散掉。論文合著者，同樣來(lái)自KAIST的AliCoskun表示：

這種‘輪鎖’被稱作“聚輪烷”(Polyrotaxane)，由一種套著可以上下滑動(dòng)的‘螺紋圈’組成。它可以隨著硅陽(yáng)極的膨脹而動(dòng)，同時(shí)用力鎖住、防止其膨脹過(guò)頭而解體。