Kisel är rikligt i naturen med hög teoretisk kapacitet (4200 mAh g ^-1 ), vilket gör det till ett idealiskt anodmaterial för att förbättra energitätheten hos dubbeljonbatterier (DIB). Dock, dess tillämpning i DIB har begränsats av problemet med stor volymexpansion (> 300 %).

Stela kontakter mellan kisel och strömkollektorer, vanligtvis tillverkad med metallfolier, leda till betydande gränssnittsstress. Som en konsekvens, gränssnittssprickor och till och med exfoliering av aktiva material uppstår vilket resulterar i suboptima cykelprestanda.

En forskargrupp ledd av prof. Tang Yongbing och hans teammedlemmar (Dr. Jiang Chunlei, Xiang Lei, Miao Shijie etc.) från Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) vid den kinesiska vetenskapsakademin, tillsammans med professor Zheng Zijian från Hong Kong Polytechnic University, har föreslagit en flexibel gränssnittsdesign för att minska legeringsbelastningen på kiselanoder i kiselgrafit-DIB.

Denna flexibla gränssnittsdesign modulerar spänningsfördelningen via konstruktionen av en kiselanod på ett mjukt nylontyg modifierat med ett ledande Cu-Ni-övergångsskikt, vilket ger kiselelektroden en anmärkningsvärd flexibilitet och stabilitet över 50, 000 böjar.

Montering av den flexibla kiselanoden med en expanderad grafitkatod gav en kisel-grafit DIB (SGDIB) med rekordhastighet (upp till 150 C) och cykelstabilitet över 2000 cykler vid 10 C med kapacitetsretention på 97%.

Dessutom, SGDIB visade hög kapacitetsretention på cirka 84 % efter 1500 böjningar och en låg självurladdningsspänningsförlust på 0,0015 % per böj efter 10, 000 böjar, indikerar stark potential för högpresterande, flexibla energilagringsapplikationer.