在国际上率先将结构生物领域中的冷冻电镜技术引入到二次电池领域，研究了辐照敏感的电池材料及其界面的微观结构，尤其是备受关注的石墨、硅和金属锂负极，从而成功地联接了结构修饰、性能改善和条件控制等环节。

1. 在国际上率先将结构生物领域中的冷冻电镜技术引入到二次电池领域，研究了辐照敏感的电池材料及其界面的微观结构，尤其是备受关注的石墨、硅和金属锂负极，从而成功地联接了结构修饰、性能改善和条件控制等环节。相关结果发表在Nature Materials、Joule、Nano Letter、Nano Energy、ACS Energy Letter、Cell Reports Physical Science和Energy Storage Materials等国际顶级杂志上，引起了国内外专家学者的广泛关注和认可；

2. 结合化学滴定和气相质谱，开发了准确区分和定量活性/非活性金属锂和锂-硅合金，揭示了固体电解质界面SEI膜的结构、成分、演变及其与活性物质的相互作用，并提出界面改性等策略以提高金属锂和锂-硅合金的电化学可逆性；

3. 采用多种表征手段解析全固态电池的界面问题，分析了复杂界面对电荷转移、离子输运、机械性能、安全性能和电化学性能的影响，指出界面调控和修饰是提高全固态电池性能的关键。