围绕当前对下一代电池体系的开发,首先提出使用成本更低和丰度更高的铝电池所展开。针对目前体系所面临的正极材料匮乏、电池容量低和电极表面反应活性差等问题,通过优化温度、气氛等热力学条件,进行表面结构的精细调控,特色开发出了薄片状宽层间距结构的新型高容量和稳定性高的硫化物正极,此外开发出首个铝金属基光充电电池并优化提升整体光电转化效率,开拓铝电池实际使用的应用前景。金属资源尤其是稀有金属资源在可再生能源中的高效再利用是我国和世界面临的巨大挑战,针对当前电池金属资源回收的各种挑战,我们开拓性的进行电极原位梯级利用的方法。首先是针对传统锂锰电池再利用中正负电极拆解难的问题,利用锰氧正极和锂负极也可作为锂空电池正负极的特质,通过在废弃正极中通入氧气,首次实现废弃锂锰电池原位转化成能量密度更高的可充锂空气电池,深入研究不同程度锂化对有机体系电催化的影响和规律。并进一步把这一思路拓展到氧化钴和钛酸锂等电极在超级电容器和光电催化等体系中的调节再利用。