天津市能源材料化学重点实验室于2007年由天津市科学技术局（原天津市科学技术委员会）批准立项建设，在2012年和2015年两次评估中被评为优秀。实验室现有固定人员53人，包含中国科学院院士1人、教育部领军人才3人、国务院政府特殊津贴获得者6人、国家教学名师1人、国家杰青6人、国家四青人才14人、天津市杰青7人。

实验室依托化学国家“双一流”学科，面向国家“碳达峰、碳中和”战略需求，以发展能源高效清洁利用技术和服务天津新能源新材料产业和区域经济为目标。实验室设立“氢能与太阳能关键材料”、“碳基能源转化催化材料”、“二次电池电极材料”三个研究方向，开展材料合成方法与制备技术、能量转化与储存规律、器件构筑与性能优化等基础研究和应用探索。近年来，实验室在有机电极材料、水系锌基电池、碱金属离子电池、分子基储能材料、微纳结构电催化剂、PVC无汞催化材料、能源材料先进表征等方面取得了系列研究成果。实验室持续推进科技成果转化、平台建设、国内外学术交流、人才培养等工作，助力双一流学科建设。

实验室先后获国家自然科学二等奖、高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）自然科学一等奖、天津市自然科学一等奖、天津市技术发明一等奖等省部级以上奖励20余项。实验室已成为组织高水平科学研究、聚集和培养优秀人才、开展学术交流的重要基地。