為了適應消費電子、電動汽車和儲能領域的發展，需要開發更高能量密度、功率密度、循環次數和安全性的鋰離子電池。其中高容量、高倍率性能和循環穩定的電極材料的開發是關鍵，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，化學研究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，并在Energy. Environ. Sci.上發表了綜述論文。
該課題組研究人員長期致力于高效、穩定的高倍率鋰離子電池電極材料研究。最近，他們研究發現，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，發現了新奇的“協同儲鋰效應”。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本身的循環性能也因此大大提高。該“協同儲鋰效應”的發現為開發高容量、高倍率、穩定的電極材料提高了新思路（Chem. Mater., 2010, 22, 1908–1914）。文章在網上發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。
在利用“納米電纜”構筑“三維導電網絡”結構電極材料時，他們發現還可以通過構筑內嵌Cu納米線集流體的方式來實現（Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 20142020）。
此外，他們與德國科研人員一起還設計并構筑出表界面穩定的同軸“納米電纜”結構高容量Si基負極材料。成功實現了直接在Cu集流體上生長Cu@Si@Al2O3復合結構納米電纜陣列。研究表明，Cu納米線內核可以提供快速的電子傳輸并起到有效的結構支撐作用，Al2O3包覆層具有相對穩定的表/界面，可以減少SEI膜的生成。當該復合納米電纜作為鋰離子電池負極材料時，表現出優異的循環穩定性和較高的儲鋰容量。研究結果發表在近期的Adv. Mater.（2011, 23, 4415）上。
應英國皇家化學會Energy & Environmental Science期刊邀請，研究人員撰寫了綜述性Perspective論文，系統介紹了納米電纜結構電極材料在鋰離子電池中的應用及未來的發展前景（Energy. Environ. Sci. 2011, 4, 1634-1642），并被選為期刊的封底（Back Cover）。
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