초기 연구는 MIT 연구진이 담당했으며 이번 연구진은 이 연구를 기반으로 해서 상업화시킬 수 있는 리튬-이온 배터리 기술을 개발한 것이다. 연구진은 배터리 전극을 탄소나노튜브로 사용하면 기존의 리튬 이온 배터리에 비해 공급할 수 있는 전력량이 10배 증가할 수 있다고 밝혔다. 또한 수천 번의 충전-방전 주기를 거쳐도 본래의 성능을 유지할 수 있다는 것도 증명했다.
탄소나노튜브는 순수한 탄소 원자 시트를 말아 매우 작은 튜브 형태를 가지도록 한 것이고, 나노미터 크기에서 조밀하게 결합된 구조를 가지고 있으며 정전기적 상호작용으로 구동되는 제어된 증착 프로세스를 통해 자기 조립되는 특성을 가지고 있다.
이런 탄소나노튜브는 단위 질량 당 수많은 리튬 이온을 저장할 수 있도록 표면 위에 많은 작용기를 가지고 있다. 연구진은 탄소나노튜브를 리튬-이온 배터리의 음극으로 최초로 사용했다. 그 결과 탄소나노튜브 표면 위의 리튬 저장 반응은 기존의 리튬 삽입 반응보다 훨씬 더 빨랐다.
여기서는 정전기적 자기 조립 프로세스가 중요한 역할을 했다고 연구진은 말했다. 일반적으로 표면에 증착된 탄소나노튜브는 반응을 일으키는 노출된 표면 위에 거의 남아 있지 않으면서 다발로 서로 응집하려는 경향이 있다. 연구진은 나노튜브와 대전된 분자를 결합함으로써, 리튬-이온 저장과 방출을 시키는 나노튜브의 수를 증가시킬 수 있었다.
한편, 이번 연구결과는 리튬-이온 배터리의 전력 밀도를 향상시킴으로써 탄소나노튜브 기술이 새롭고 향상된 휴대용 전원으로 사용될 수 있는 길을 열어줄 것으로 기대를 모으고 있다.