現代儲能技術，例如鋰離子電池，每天都在越來越多的應用中使用。儲能技術的普及也推動了對在功率和能量密度、庫侖效率、循環壽命、安全性和穩定性等關鍵指標方面具有改進性能的材料的需求。
研究人員可以通過了解晶體結構、擴散速率、電子傳輸和其他電化學動力學等基本方面的影響來開發新材料或化學物質，以改進關鍵性能指標。表征材料特性，例如原子結構和元素分布，是闡明這些結構-特性關系的第一步。
有幾種技術可用于更好地表征和理解儲能材料中的關鍵結構-性能關系。
許多關于新儲能材料的初步研究側重于表征原始狀態下的材料特性，然后確定循環到不同充電狀態后的特性變化，例如， 異位表征。電子顯微鏡提供各種成像和元素分析技術，具有微尺度到原子尺度的空間分辨率。
掃描電子顯微鏡 (SEM) 與透射電子顯微鏡 (TEM) 技術的選擇取決于樣品的性質（例如，塊狀、粉末、納米材料）和所需的分析。
常見的SEM表征：
儲能材料以不斷演變的（電）化學狀態存在，因為它們反復將化學能轉化為電能，反之亦然。了解這種動態行為是開發高性能材料的關鍵。這種類型的研究是在電子顯微鏡中通過對樣本進行成像或進行化學分析來完成的，同時還向樣本提供電化學刺激，例如 原位顯微鏡。
儲能材料的原位TEM 實驗有多種設置。大多數實驗選擇研究整個能量存儲設備的單個元素，例如電池的陰極或特定的半電池反應。更簡單的實驗在原位實驗中放棄使用液體電解質以避免復雜化并仍然觀察動態現象，代價是與實際電池操作條件相去甚遠。更復雜的實驗使用專門的 TEM 樣品架將全液體電解質電池帶入 TEM。
在任何一種情況下，除了基本的實驗設計和設置之外，原位實驗還給顯微鏡帶來了一些挑戰：
Gatan 的原位產品組合極大地幫助顯微鏡學家解決和管理 儲能材料原位實驗帶來的所有挑戰。