鋰離子電池是目前應用最為廣泛的二次電池，需求范圍遍及電子產品、信息產業、能源交通和軍工國防，2003年全球銷售額已近40億美元，而且需求仍急劇增長。新型負極材料的研發直接關系到鋰離子電池的性能、安全性和成本。由中國科學院金屬研究所和物理研究所承擔的“高容量、大功率鋰離子電池用納米負極材料的研制與開發”課題，以高容量、大功率納米復合負極材料為主要研發目標，在高性能鋰離子電池用負極材料的設計、研制和產業化方面取得了多項進展，并實現了產業化。 “高容量、大功率鋰離子電池用納米負極材料的研制與開發”課題突破了納米碳管/納米炭纖維的控制制備和分散技術，研制出納米碳管/納米炭纖維復合負極材料，有效提高了電池的動力學性能和循環性能；研制出形狀規整、尺寸可控的納米孔硬碳球，使鋰既可以儲存在石墨層間也可儲存在納米孔中；首次提出氧化鉻鋰離子電池負極材料，具有容量高、成本低等優點；首次設計、研制了元宵結構負極材料，其同時具有高容量和良好的循環性能；首先研制出原位復合的納米-微米復合負極材料，既有效利用了材料的納米尺度效應又降低了成本。研制負極材料的容量達到600 mAh/g，約為現有商品化負極材料的1.8倍，且500次循環后容量衰減小于20%；利用研制的納米負極材料組裝了35安時的高功率電池，功率密度高達1500W/kg ；18650型和3450型電池能量密度達238Wh/kg, 且循環性良好。以上研發工作均擁有自主知識產權，已申請和獲得發明專利11項，其中包括獲得國際專利（歐洲、美國）授權一項。 開展材料設計研發工作的同時，在合作承擔本課題的企業中進行了高性能負極材料的產業化，已建成高性能負極材料年產110噸的生產線，其中納米碳管/納米炭纖維年產能20噸，納米孔硬碳球年產能60噸，元宵結構負極年產能30噸。為進一步擴大負極材料產能，實現實用化奠定了基礎。該課題的最終產業化必將提升我國在鋰離子電池產業領域及相關民用消費電子產品的國際競爭力，并滿足我國軍工、國防等領域對高能量密度二次電池的需求，從而產生顯著的經濟和社會效益。