随着科学技术的飞速发展，全世界面临着巨大的能源危机。其中90%以上是不可再生能源，石油约占其40%，煤约占35%，天然气约占20%。因此，高效快速的能量存储成为全球亟待解决的世界性难题。锂离子电池和超级电容器是可以实现化学能和电能转变的装置，应用非常广泛。相对传统电池来说，锂离子电池的体积小，能量密度高，循环寿命长，充放电速度快等优点在电池行业成为翘楚，被广泛应用于电子商品和电动车领域中。有关研究数据显示，2015年中国市场的锂离子电池需求总量高达3520.36万kWh，同比增长79.08%；全球市场份额创造新高，达到39.64%，比2014年提高了10个百分点以上。其中，高速发展的中国新能源汽车市场的锂离子电池需求高达1604.06万kWh（不含进口车辆的电池需求），同比增长近300%；占中国市场锂离子电池总需求的比重达到45.57%，较2014年的21.42%翻了一番有余。超级电容器的能量密度虽低于电池，但功率特性远高于锂离子电池，可以大电流快速充放电，并且工作温度宽于电池，适用零下40到65度的各类工况，可以满足日益增加的大规模能源存储的需求。目前，锂离子电池和超级电容器在容量和稳定性方面还急需突破。这两种装置的容量和循环稳定性和电极材料的物理化学性质密切相关，并且通过调节电极材料的组成和微结构可以优化储能装置的性能，是国家科技发展重点研究内容之一。因此研究新型电极材料的的基础理论及其应用是发展规模化储能和电动汽车等领域的基础，同时也是国际化学和材料学界关注的热点。

       本成果基于金属氧化物/氢氧化物和硫化物的储能特性，通过探索复合材料不同组成和微结构之间的协同效应，对复合材料的电化学储能性质进行了系统的研究，取得了一些重要的创新性成果，总结如下：

       1）基于凝胶诱导功能材料生长机理，建立了制备过渡金属氧化物和硫化物纳米片微球的普适性方法。加拿大学者指出："这种MoS2纳米片微球形成的分级结构对于电池应用十分有益；

       2）提出通过空心碗型结构提升金属氧化物填实密度，容量和循环稳定性的新思路，该研究成果发表在化学权威期刊Angew. Chem. Int. Ed.和Energy Environ. Sci.上，触发了碗型结构材料研究的开展。厦门大学孙世刚院士和美国加州大学圣巴巴拉分校的Stucky教授在JACS上指出："由于在储能，光学，生物医疗等方面的应用，碗形结构材料已经引起了广泛关注"；

       3）基于界面调控的手段，提出了在多种一维纳米材料如碳纳米管、介孔碳纤维，埃洛石管等表面生长无机物纳米片的新方法，提升了多种过渡金属氧化物的电化学储能性质；

       4）基于分子偶联作用，发展了在二维材料表面组装纳米片的方法，利用石墨烯和纳米片的协同作用提高了过渡金属氧化物的电化学性能。加拿大的孙学良院士指出：由大量超薄NiCo2O4纳米片和石墨烯组成的复合材料表现出良好的循环稳定性"。

       上述研究得到了2项国家自然科学基金的支持，获授权专利5项，获得了陕西省高等学校科学技术一等奖（公示结束）。在Angew. Chem. Int. Ed., Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., Nano Energy等期刊上发表SCI论文30篇。其中引用次数超过100的论文3篇，影响因子大于10的论文5篇。SCI他引1072次，单篇最高他引195次，9 篇论文入选ESI高引用论文。