锂离子电池是当今社会重要的能源存储关键器件之一。然而，现有的锂离子电池的能量密度趋于饱和，远远不能满足新能源汽车等领域的发展需求。为了进一步提高锂离子电池的能量密度，需开展新型锂离子电池关键材料方面的研究。基于锂离子电池下一代高能正极材料的需求，重点开展了富锂锰基氧化物的结构、反应机制和性能改善方面的研究，利用高能同步辐射X射线衍射（HRXRD）技术并结合原子分辨率的环形明/暗场像球差校正透射电镜（STEM-HAADF/ABF）从平均和局部结构方面提出并证实了富锂锰基材料的“双晶畴”共存本质，提出了Li2MnO3晶畴首圈和循环过程的活化机制，以此为基础建立了“双晶畴”4元反应相图，指出了LiTMO2晶畴的Li/Ni元素混排现象与电化学性能的关系，并通过结构设计和表面处理等方法提升了该材料的电化学性能。

室温钠离子电池具有较低的成本，适合用于风能、太阳能等的大规模能量存储，目前市场上还没有成熟的室温钠离子电池，主要源于缺乏合适的电极材料。近两年，关于室温钠离子电池电极材料的研究逐渐增多，但是要真正实现钠离子电池实际应用仍需克服很多的技术挑战。基于新能源大规模储能领域的需求，重点开展了室温钠离子电池用新型电极材料的研究，设计制备了多种新型电极材料，提出了钛基固溶体（TiSSOs）电极材料的概念，设计并制备了一系列不同晶体结构（P2与O3）的TiSSOs，作为室温钠离子电池的正负极材料，具有光滑的充放电曲线和循环稳定性，设计并制备了高电化学性能的P2/O3“双晶畴”复合结构和双电子迁移电极材料，为高能量密度、长寿命室温钠离子电池用电极材料的发展提供了重要的研究思路。