研究方向：長期開展材料表界面介尺度科學研究，針對材料生長過程調控難題，提出了界面濃度場是材料生長過程的關鍵控制機制，利用原位電鏡驗證了動態濃度場對材料結構的實時調控作用，發展了原位實驗與計算模擬耦合的材料表界面介尺度科學的研究方法。采用反應速率和傳質速率調控界面濃度場，發現了反應-傳質對材料結構的普適性調控作用，建立了基于反應-傳質調控的材料結構定向合成新方法。應用該方法，與中石化等企業合作，可控規模化制備了不同形貌結構的納米材料。

研究方向：1、新型電化學儲能器件體系及工藝開發 2、碳材料電化學過程模擬 3、基于多孔電極理論的儲能器件仿真 4、機器學習在儲能器件開發中的應用

研究方向：高分子二維膜材料結構設計與調控 納米無機/高分子復合功能膜的仿生制備及性能調控 難分離工業廢水、有機溶劑的膜法處理與回收再利用 高性能鋰離子電池隔膜設計與調控 工業窯爐煙氣凈化/催化材料制備及應用

研究方向：含氟功能高分子的設計與合成；材料表面功能化；有機無機雜化材料；生物醫用材料

研究方向：寬禁帶半導體(GaN)器件、材料與設備 微波毫米波太赫茲集成電路與工藝 超寬禁帶半導體(金剛石、氧化鎵、氮化鋁)器件、材料與設備 石墨烯及二維半導體器件與材料 柔性新能源與可穿戴器件

研究方向：1. 二次電池電極材料的設計及機理研究 2. 新型有機電極材料的設計及其電池應用 3. 電極/電解液界面特性研究 4. 功能電解液（特別是固態電解質）的設計與優化

研究方向：[1]儲能用電池新體系（鈉離子電池，鉀離子電池... ...） [2]固態電解質與全固態電池 [3]關鍵電極材料的設計、開發與可控合成 [4]材料的結構相變與儲能機制研究

研究方向：鈣鈦礦光電器件制備與表征、有機半導體光電器件制備與表征、光物理表征，新型半導體光電器件衰減機制研究

研究方向：1. 新能源材料與器件（鋰離子電池/鈉離子電池電極材料、超級電容器電極材料、金屬-空氣電池電極材料、電池系統和廢舊電池的回收利用、鋰離子電池的純電動和混合動力系統） 2. 有色冶金（鋁電解工藝、鋁電解電極材料）

研究方向：基于我國二次電池全生命周期綠色循環利用可持續發展策略，針對二次電池回收效率低、材料成本高、降解難度大、應用環境/經濟效益低、工藝流程復雜等科學問題和技術難點，圍繞二次電池綠色高效回收與資源循環利用技術開展了從原理創新、技術突破到體系構筑的系統研究工作：(1) 高性能二次電池失效分析及健康狀態快速評估研究；（2）廢舊電池新型綠色回收處理技術與溶釋機理研究；（3）綠色可降解二次電池材料及可持續資源化利用研究。