新型储能材料与器件
兼具高能量密度和安全性的电池系统具有非常广阔的应用前景。然而目前的商用电池体系难以满足上述要求。基于非可燃性电解液的设计和开发，同时发展高性能的正负极材料，并系统优化电极-电解液界面，实现兼具高能量密度和优异安全性的新型碱金属电池和多价金属电池。
代表性论文：
Nat. Commun., 2019, 10, 3302
Adv. Mater., 2020, 32, 2001741
PNAS., 2020, 117, 27847
可穿戴电子学
具有优异柔性和可穿戴性的新型电子器件有望引发新一轮科技革命。通过对纤维状器件独特的一维界面的深入研究，发展具有优异性能、智能化和集成性的新型可穿戴能源器件，并重点探索其在微电子、物联网和生物医学等多个交叉领域的前沿应用。
代表性论文：
Nat. Rev. Mater., 2017, 2, 17023
Adv. Mater., 2014, 26, 2868
Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 9526
新型能量收集和储存集成系统
低成本、大规模的能量收集和储存方案对人类社会的发展至关重要。通过分别对能量收集器件（太阳能电池）和储能器件（可充电电池）的性能、成本和使用寿命进行优化，同时提高器件集成性，有望发展出一系列具有商业前景和战略价值的新一代能量收集和储存集成器件。
代表性论文：
Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 6664
Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 8276
J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 14977
柔性器件大规模制备和集成方法学
柔性器件的大规模、连续化制备，以及多个器件单元间的有效集成是实现其商业化应用的重要基础。在国际上率先提出通过切片方法快速高效率制备超薄柔性超级电容器；通过共用电极的设计实现具有高输出电压、高集成度的可穿戴能源器件；通过分级导电网络的设计和构建，实现了具有应用潜力的大面积储能织物。
代表性论文：
Adv. Mater., 2016, 28, 8431
Adv. Mater., 2016, 28, 2070
Adv. Mater., 2016, 28, 6429