為了適應消費電子、電動汽車和儲能領域的發(fā)展，需要開發(fā)更高能量密度、功率密度、循環(huán)次數(shù)和安全性的鋰離子電池。其中高容量、高倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定的電極材料的開發(fā)是關鍵，也是研究熱點和難點。

    在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，化學所分子納米結構與納米技術院重點實驗室的研究人員，設計并構筑出可方便形成三維導電網絡的同軸“納米電纜”結構高性能復合電極材料，取得系列進展（Chem. Mater., 2010, 22, 1908; Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 2014; Adv. Mater., 2011, 23, 4415），并在Energy. Environ. Sci.上發(fā)表了綜述論文。

    該課題組研究人員長期致力于高效、穩(wěn)定的高倍率鋰離子電池電極材料研究(Adv. Mater., 2008, 20, 2878; Adv. Mater., 2008, 20, 1160; Adv. Mater., 2009, 21, 2710; Adv. Mater., 2010, 22, 4591)。最近，他們研究發(fā)現(xiàn)，同軸“納米電纜”結構可有效解決電極材料不能同時高效傳導鋰離子與電子的問題（圖1）。他們成功制備出結構形貌可控的CNT@TiO2納米電纜，發(fā)現(xiàn)了新奇的“協(xié)同儲鋰效應”。一方面，CNT核為Li在TiO2鞘殼中的存儲提供了電子通道；另一方面，由于在CNT上包覆的介孔TiO2層具有相對穩(wěn)定的表/界面可以減少SEI膜的生成，從而為Li在CNT中的存儲提供了快速離子傳輸通道，CNT本身的循環(huán)性能也因此而大大提高。該“協(xié)同儲鋰效應”的發(fā)現(xiàn)為開發(fā)高容量、高倍率、穩(wěn)定的電極材料提高了新思路（Chem. Mater., 2010, 22, 1908–1914）。文章在網上發(fā)表后被英國皇家化學會的Chemistry World (March 2010, P26)選為研究亮點并進行了報道。