电池的工作原理是锂离子在阴极和阳极之间的来回移动。充电时电池强制到达阳极的电子和离子产生能驱动各种设备的电势，而电池放电时离子和电子便移动到电池的阴极。

目前锂离子电池组通常经过500次充放电循环后，其储存能量相当于初始容量的80%。

近20年间，研究人员已经发现与锂离子电池的阴极材料相比，硫可以存储更多的锂离子，从而储存更多的能量。但有两个重要因素阻碍了硫的商业用途：在放电过程中锂离子进入硫阴极，会与硫原子结合产生一种保持阴极重要性能的锂硫化合物，但是这种化合物会不断溶解，限制阴极的能量存储能力;同时，离子的涌入会导致硫阴极扩大约80%。

当科学家们试图用涂层阻止锂硫化合物溶解时，阴极会扩大并使涂层开裂，使这一措施失效。

崔毅的创新是将一个硫阴极制成纳米颗粒，而每个阴极颗粒直径只有800纳米，大约只相当于人头发丝百分之一的直径。在每一个微小的硫块周围围绕着一圈有着坚硬外壳的多孔钛氧化物——就像蛋黄与蛋壳。原本属于蛋清的部分，是一个能够容纳扩大后硫体积的空白区域。

放电时，锂离子穿过壳体后被硫绑定，之后会变大占据空白区域，但是不会有那么多的物质“破壳”而出。同时，这个壳还可以保护锂硫化合物不被电解质溶剂所溶解。

崔毅说：“在经过1000次充放电循环后，硫阴极保留了其能量存储容量的70%，这是目前所知的世界上性能最高的硫阴极。即使没有优化设计，这种阴极循环寿命的表现已具备商业性能，这是推动未来可充电电池发展的重要成就。”