吉林大学毛慧灿研究员长期从事二次锂/钠电池材料的结构调控与性能优化研究，主要围绕氧化物正极材料与固体电解质材料，探索其元素组分-晶体结构-离子输运/界面稳定性之间的构效关系。研究特色是将第一性原理计算、分子动力学模拟、机器学习技术与中子衍射、同步辐射X射线衍射等谱学表征手段结合，在理论设计与实验表征之间建立紧密联系，并在近期取得以下研究成果：1）提出了高熵氧化物正极材料的设计准则及阳离子掺杂阻碍过渡金属离子迁移的改性策略，通过跨尺度研究，系统揭示了层状氧化物正极材料中阳离子组成与材料结构稳定性之间的构效关系。这些研究对解决高电压下电极材料的结构退化与容量衰减等问题具有重要帮助，为开发兼具高能量密度和长循环寿命的新型二次电池正极材料提供了独特的解决方案。2）揭示了阴离子缺陷调控策略对材料结构稳定性影响的微观机制。结合理论计算与实验，系统探索了微观电子结构对材料性能的影响，揭示了层状氧化物正极材料中晶面滑移现象的原子尺度起源，提出了氧空位浓度、离子掺杂等稳定材料结构框架的改性策略，为高能量密度正极材料的设计与优化提供了指导。3）结合高通量计算筛选平台和实验验证，开发了具有优异耐湿性和高离子导电率的新型硫属化物固体电解质 Li2BMQ4家族，以及锂硫电池用超轻电解质，为储能电池的发展提供了材料基础和理论指导。
毛慧灿研究员主要研究方向为化学储能材料的计算模拟与谱学表征研究，致力于将高通量计算与中子谱学、同步辐射等表征手段结合，揭示材料微观结构与性能之间的构效关系，实现新型储能材料的开发。以第一/通讯作者身份在 Nat. Energy，Nat. Commun.，J. Am. Chem. Soc.，Adv. Mater.等期刊发表 SCI 论文20余篇，主持国家自然科学基金青年科学基金项目（B类）等国家级项目3项。
