双离子储能
双离子电池是一种阴阳离子同时参与电极反应的储能器件，正极侧主要依赖阴离子插层/嵌入反应，负极侧可发生沉积、转化或插层等反应。由于石墨具有两性氧化还原性，阴阳离子均可插层石墨，早期双离子电池多以双碳或者双石墨电池形式出现。双离子电池展现出高工作电压、高倍率、低成本、易回收、高安全等特点。
在前期研究中，课题组首次发现阴离子插层石墨的赝电容特性，是双离子电池高功率的主要来源；采用复合离子、耐蚀电极等策略抑制阴离子腐蚀难题，提高双离子电池稳定性；制备高性能有机双离子储能材料，改善双离子电池性能与功能。针对双离子电池能量密度偏低的问题，课题组工作目前主要集中在以下方面：
- 高兼容、高安全电解液
- 无负极构型
- 转化/沉积型电极材料
氢离子电池
质子氢（H+）是最小的阳离子，在水系电解液中因独特的Grotthuss传输机制而表现出最高的离子迁移率；以质子氢为载流子构建储能电池，有望在稳定性、快充特性等方面实现关键突破。氢离子电池的难点在于高稳定质子氢存储主体材料。无机材料常常发生化学腐蚀失效，有机材料则因溶解导致活性材料流失。课题组目前主要开发高共轭有机材料，依赖强分子间相互作用提高材料稳定性。
锰电池
锰元素地壳储量非常丰富，年产量高，加之锰氧化还原电位较低（-1.19V vs SHE），使锰电池具有非常明显的成本优势，适合规模化储能应用。锰电池当前主要面临电解液兼容性差、极化严重、离子电导率低、电化学窗口窄等问题，限制了器件的能量表现。课题组目前正在开发高性能锰电池电解液。
