电池作为可以实现能源时空调节的技术，是优化能源应用、提高能源综合使用效率的最佳方法之一。随着储能需求的增加及大规模储能系统的广泛应用，高能量密度、长循环寿命的电池成为当前研究的重点。然而，随着电池性能的提升，其安全性问题也日益凸显，电池安全事故往往与电池的有机电解液体系易燃易爆属性、大电流充放电而诱发的热蓄积、电池单体结构以及模组的热电环控技术紧密关联。无损的表征手段可最大限度避免外界干扰，在真实的环境和使用工况下对电池实施原位检测分析，从而更清晰准确地表达和监测电池使役行为，获得电池的反应瞬态和健康状态等关键信息，精准分析电池热失控、寿命衰减等性能衍变规律和反应原理，进一步指导电极材料的制备、电池结构的设计及模组控制，提升电池的安全性和可靠性。本综述对近些年报道的电池无损检测监测表征方法进行了梳理，包括传感器、磁共振、X射线、中子散射、超声波检测、拉曼散射技术等，分别阐述了其原理、应用方式及获取信息的特征，并对各表征技术进行了综合比较，尤其是电池数据的互为支撑关系，为深入探究电池在不同工况下的内部微结构演变与电性能、安全性等的关系提供方法和技术手段，提高电池使用效能，为电池事故预警和寿命预警机制的建立提供支撑。