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化学电源是当前及未来清洁化学电源与能源技术发展的重要方向,为航空航天,轨道交通,电子器件,可携带设备,生物医疗等先进装备的能源存储于输出提供了关键的保障。发展新一代高性能、高安全、长寿命化学电源,需要迫切掌握化学电源材料,电极,电芯及电池结构等关键信息,解析这些关键材料与关键部件的工作机理与失效方式。目前较为成熟的表征方式依然将整个化学电源作为“黑箱子”进行宏观及平均化处理,难以获得电池、电极、电芯及整个电池结构的演化规律,针对这一“黑箱子”问题,本报告将介绍基于“可视化原位表征技术”搭建“化学电源可视化测试平台”,以具有离子脱嵌机理的电极,包括锂离子电池硅负极,双离子电池石墨正极,铝离子电池石墨正极等,以及具有转化机理的电极,包括钙钛矿水系电极,转化型铝离子电池正极等为典型研究对象,采用打开电池“黑箱子”的原位方法,揭示这电极材料的电化学演变行为与性能演化机理,通过发展新材料与新结构解决上述电极材料存在的关键问题。