发展下一代高能量密度及高安全固态电池对新能源存储和电动汽车等国家战略新兴产业的发展具有重要意义。深入理解固态电池内部锂离子传输机制对提升其性能至关重要，然而由于锂属于质轻元素，通过传统成像及光谱表征技术无法直接有效地观测和研究离子运动路径及其输运壁垒，难以建立准确的离子运动模型，严重制约了高性能固态电池及关键材料开发。因此，发展多维度、多尺度离子运动行为的直接观测方法和手段，对揭示固态电池反应机制并设计高性能固态电极、电解质材料具有重要科学意义和实际应用价值。报告将对固态电池离子运动的直观表征和精确定量测量技术进行介绍，首先基于固体核磁共振技术，发展了正极/固态电解质跨界面离子传输的可视化表征方法，定量揭示了大晶粒尺寸及强空间电荷层效应带来的高额外阻抗，通过构筑界面强极性离子掺杂位点，实现了微米级全固态正极/电解质的稳定离子输运；随后提出了有机/无机复合电解质亚纳米尺度界面成分精确测量方法，率先发现了痕量副产物堆积导致的高相界面阻抗，通过增强界面离子解离实现多相离子同步输运，获得了高离子电导率有机/无机复合电解质；最后基于中子剖析等原位表征技术揭示了金属锂区域堆积行为导致的固态电池界面“剥离失效”机制，精确测定了锂离子本征沉积剥离效率，通过构筑高介电涂层实现了锂金属/固态电解质界面均匀的电场分布，集成了稳定的固态锂金属电池。