团队探索和构建了基于人工智能的材料大数据系统和发展了基于图论的结构化学新范式，其特征是将原子或结构基元作为点并用点的连接方式来识别结构同构性和异构度，便于发现结构演化过程，并利用同步辐射X 射线和中子大科学装置的高强度、高空间和时间分辨率测量结构局域排序和连接方式及其动态演化过程；运用新范式研究层状氧化物的结构基元和电子结构时发现过渡金属d 轨道的自旋电子相互作用会形成三角磁阻挫结构及超交换相互作用，发现由6 个过渡金属通过电子共享形成“无机芳香环”及其单独作为结构单元或连接成二维平面，以此作为电池正极材料的结构单元，成功设计和制备出新型高性能锂电池正极材料。通过创建单纳米颗粒电化学理论和实验技术及原子尺度形貌变化和组分等原位联动研究技术，发现了晶体三维结构在界面降低到二维时引起对称性破缺及在材料制备和应用的化学及电化学环境下会产生特定界面重构的规律，应用锂电池和水分解催化等领域研发。