自2016年由陈晗教授开始组建，形成了以教授、博士为核心研究成员的研究团队，开展以材料、冶金为研究背景，以新能源材料和电化学冶金为研究对象，以金属二次电池、超级电容器、固体电解质自修复、柔性材料与器件和固体废弃物的综合利用为研究内容，聚焦于能源、环境方面的研究，取得一系列创新性成果，自组建的三年以来，发表一区论文30余篇。
该团队采用超声雾化藕合化学气相沉积法成功合成了双手合抱型和稻穗状结构的无粘结剂硅基负极材料。可控设计出的过渡碳层在电化学反应过程中有效地动态移动，消除了硅基材料与集流体之间因体积效应而产生的应力，解决了电极材料的粉碎和脱落现象取得了极其优越的电化学性能。在100次循环后仍然具有2167 mAh g-1的容量和95%的容量保持率，并且保持了电极结构的完整性。与磷酸铁锂(LiFePO4)正极制备的全电池在500次循环后容量仍有149 mAh g-1，容量保持率92%。该研究成果以“Folded-hand silicon/carbon three-dimensional networks as a binder-free advanced anode for high-performance lithium-ion batteries”为题发表在Chemical Engineering Journal 353 (2018) :666-678(IF=8.355，一区)上。（文章链接为https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.07.165）
该团队利用聚合速度的差异，采用异质异步成核方法，可控制备出多壳层中空碳微球，实现了碳层厚度和层数的有效调节。制得的双层碳微球比表面积高达1537.32 m2g-1，在2M KOH电解液中，比电容可达211.25 F g-1。通过氮掺杂后进一步活化碳微于产生更多的活化点位，比表面积提高到2869.7 m2 g-1，比容量达到318.5 F g-1。组装的对称超级电容器呈现高的能量功率密度6.4Wh kg-1和447 W kg-1）和良好的循环稳定性。该研究成果以“Scalable and controllable synthesis of multi-shell hollow carbon microspheres for high-performance supercapacitors”为题发表在Carbon 154 (2019) :330-341(IF=7.466，一区)上。（文章链接为https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.08.022。）
该团队利用商业海绵高吸湿性以及高柔韧性作为力学骨架，采用原位聚合的方法制备了高强度、高韧度、可压缩的3D凝胶电解质。商业海绵的三维互通多孔网络可以有效地耗散应力为凝胶电解质的力学性能提供了保障，而三维交联的聚醚骨架与电解质具有强亲和力为凝胶电解质提供了离子通道。该电解质可以有效的稳定SEI膜从而达到抑制锂枝晶，同时柔韧的凝胶充当隔膜赋予了锂离子电池优异的可弯曲性甚至搓揉成团。该研究成果以“Dendrite-free lithium deposition induced by mechanical strong sponge-supported unique 3D cross-linking polymer electrolyte for lithium metal batteries”为题发表在Journal of Power Sources 435 (2019): 226748 (IF:7.467，一区)上。（文章链接为https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.226748。）
该团队采用水热法合成了花状二硫化钼包覆氮硫共掺杂碳纳米管复合材料。将其应用于锂硫电池正极，交联的碳纳米管骨架具有良好的弹性和机械强度并提供了快速的电子传输渠道，硫氮共掺杂在其表面形成了丰富的活性位点，均匀生长的二硫化钼促进了反应过程中对多硫化锂的化学吸附。该结构设计能有效抑制多硫化物的“穿梭效应”，大幅度提升电池的循环稳定性和倍率性能，1C下放电容量达814 mAh g-1并在1000次循环中仅每循环损失0.02%。该研究成果以“Rational Fabrication of Nitrogen, Sulfur Co-Doped Carbon Nanotubes/MoS2for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries”为题发表在ChemSusChem12(2019):3602-3614 (IF=7.804，一区)。（文章链接为:http://dx.doi.org/10.1002/cssc.201900929。）
该团队采用豆渣为原料通过两段式水热反应，并用甲醛为结构引导剂，成功合成了氮/硫共掺杂有序碳纳米阵列结构的锂硫电池正极材料。该复合材料提高了硫的负荷量，改善了化学吸附能力，使其可以在电化学反应过程中有效地抑制多硫化物的溶解，提高离子传输速率，进而取得了极其优越的电化学性能。在2 C倍率下，首次放电容量为914 mAh g-1，600次循环后仍然具有739 mAh g-1的容量和81%的容量保持率。该研究成果以“Nitrogen/sulfur co-doped ordered carbon nanoarrays for superior sulfur hosts in lithium-sulfur batteries”发表在Journal of colloid and interface science 554 (2019) : 711-721. (IF=6.361，一区)上。（文章链接为https://doi.org/10.1016/j.jcis.2019.07.057。）
