原位拉曼电解池凭借“实时监测+电化学调控”的双重优势，成为锂离子电池机理研究的核心工具，其能在充放电过程中捕捉电极材料的微观结构变化，为高容量、长寿命电池研发提供关键数据。
在正极材料研究中，原位拉曼电解池可追踪锂离子嵌入/脱出的动态过程。以磷酸铁锂(LFP)为例，充放电时其特征峰(1330 cm⁻¹和960 cm⁻¹)会随锂含量变化发生位移：充电至4.2V时，960 cm⁻¹峰逐渐消失，对应Fe³⁺生成；放电过程中该峰重新出现，标志Li⁺重新嵌入。通过分析峰位移动速率，可精准计算锂离子扩散系数，为优化材料粒径和孔隙结构提供依据。对于三元材料(NCM)，原位监测能捕捉过渡金属离子价态变化引发的峰强波动，提前预警材料结构坍塌风险。
负极材料的相变监测依赖原位拉曼的高灵敏度。石墨负极在嵌锂过程中，1580 cm⁻¹(G峰)和1350 cm⁻¹(D峰)的强度比会逐渐变化，当形成LiC₆时G峰位移至1570 cm⁻¹，这一特征可用于判断嵌锂程度。对于硅基负极，原位拉曼能实时记录800 cm⁻¹附近峰的宽化过程，反映体积膨胀导致的非晶化转变，帮助筛选合适的缓冲涂层材料。
电解液分解与界面反应的研究是其另一重要应用。在高电压电池体系中，原位拉曼可捕捉电解液在正极表面分解的特征峰(如碳酸酯的1780 cm⁻¹峰减弱)，结合电化学阻抗谱，能区分SEI膜与CEI膜的形成阶段。当添加氟代添加剂时，监测到830 cm⁻¹处新峰生成，可证实含氟保护层的形成，为电解液配方优化提供直接证据。
实验装置的设计需满足电池工作条件：采用三电极体系(工作电极、对电极、参比电极)，窗口材料选用石英或蓝宝石(耐电解液腐蚀且透光性好)，温度控制在25-55℃模拟实际工况。测试时需平衡激光功率(通常5-10 mW)，避免热效应影响电池性能。
原位拉曼电解池的应用突破了传统离线分析的局限性，使研究人员能直观观察电池内部的动态演化，目前已成为固态电解质界面研究、快充机理分析的标配工具，推动锂离子电池技术从经验研发向精准设计转变。
