西安交大电气学院教授郑晓泉课题组与美国斯坦福大学材料学院教授崔屹、麻省理工学院核工系教授李巨课题组共同合作，通过一种特殊方法，在纳米硅负极外表面包覆一层人工的二氧化钛纳米层，合成出高机械强度的Si@TiO2yolk-shell结构负极，制备出具有高压实密度的Si@TiO2结构硅负极全电池，实现了较传统石墨负极2倍的体积比容量和2倍的质量比容量。
目前商业化的锂离子电池只用于低阶电源需求，而硅因其理论比容量是传统石墨负极的10倍以上，被认为有望成为下一代锂离子电池大容量负极材料。然而，硅负极在充放电过程中的库伦效率低这一难题一直未被攻克。
经过实验测试，该新成果的二氧化钛外壳的机械强度是无定形碳的5倍，可以使稳定的库伦效率达到99.9%以上，满足工业化的应用标准，将有效推动硅主体负极在电池工业中的商业应用。该项成果已发表在《能源与环境科学》上。
