可充电电池的问题在于，反复的充电和放电导致性能下降的循环随着时间的推移而下降，这是由于在周期中不断扩大和缩小。但是，Tsinghua大学和麻省理工学院的研究人员通过利用“蛋黄和壳”的安排来发现如何解决问题。
在一项发表在《自然通信》上的研究中，研究人员详细介绍了一种新颖的方式，涉及在内部创建带有“蛋黄”和坚固壳的纳米颗粒电极。蛋黄可以反复改变尺寸而不会影响外壳，从而极大地改善了循环寿命，并提高了电池的功率和容量。
锂离子电池是最广泛的可充电电池，其中大多数使用石墨阳极。研究人员有研究多年来的其他选择，寻求一种材料，可以在一定的重量下提供更好的能量存储。他们认为锂金属是因为它可以为每克储存大约10倍的能量约10倍，但不幸的是，该材料挥发了，能够短路或引起火。锡和硅也是很好的候选人，因为它们具有很高的能力，但是当电池经常充电和释放时，其容量水平会大大下降。
研究人员定居于铝上，但由于膨胀和收缩断开电气接触而面临机械应力的问题。另外，液体电解质与铝接触时会分解，从而形成固体电解质相间（SEI）层。尽管如此，重复的扩张和收缩导致SEI颗粒中的脱落，使铝也是一个不好的选择，直到研究人员提出了将铝限制在蛋黄壳构型中的想法。
这种蛋黄壳配置具有蛋黄和外壳之间的空隙，为“蛋黄”提供了足够的扩展空间，而不会影响“壳”的稳定性和尺寸。在这项研究中，研究人员用氧化钛制成了壳，将铝与电池中两个电极之间的液体电解质分离。由于壳不会扩展或收缩，因此SEI层保持稳定，确保电触点保持连接。
该研究获得了中国国家自然科学基金会和国家科学基金会的资助支持。作者包括Sa Li, Ju Li, Junjie Niu, Chang An Wang, Yu Cheng Zhao, Chao Wang and Kang Pyo So.
