以锂离子电池为代表的化学储能装置在发展国民经济、减少碳排放、解决环境污染等方面意义重大。面对应用领域,特别是电动汽车市场的强劲需求,储能材料和技术还需要在多方面得到进一步提升。这需要我们从原子、分子、介观等多尺度精确认识电池材料复杂的构效关系,在真实环境和服役状态下全面理解电池的变化趋势和失效机制,为优化和提高材料性能提供可靠的科学依据。准确测量及调控材料的电子结构是材料科学领域重要的研究方向,而X光谱学对于研究材料的电子结构和化学性质具有独特优势。依托同步辐射光源这一大科学装置,利用其广谱、高亮度、高分辨率等独特优势,X光谱学可以提供包括材料中特定元素的价态、能级、电子态密度、能带结构等全面信息,已在锂离子电池等化学电源材料研究中得到了广泛的应用。特别是近年来,随着原位实验方法和仪器的快速发展,X光谱学实现了在可变气氛、可变压强、和服役条件下的高精度电子结构测量,其研究对象由单一材料拓展到真实器件和气-固、液-固等表界面体系。在此报告中,我将通过新型锂离子电池、锂空电池、全固态电池等方面的研究实例,简要介绍X光谱学在化学储能领域中的应用,以及在原位实验装置和表征方法等方面的最新进展。