對失效分析的關鍵在于選擇合適的測試分析手段，設計合理、有效的失效分析流程，從而挖掘鋰離子電池在材料制備和制造工藝層面上的失效重要原因，并能供應相關可靠有效的優化建議。對單體鋰離子電池失效分析的一般途徑可概括為電池外觀檢測、電池無損檢測、電池有損檢測以及綜合分析報告四個分析階段。

作為研究對象的失效鋰離子電池數量有限，對其進行分析要考慮到破壞后失去原有失效信息的情形，故需將常用測試分析方法分為無損和有損。

無損分析是在不破壞鋰離子電池整體的基礎上，對電池的狀態、性能進行測試和分析，并以測試結果對電池可能出現的失效進行推測，并用于下一步測試的選擇和優化。無損分析技術重要是X射線斷層掃描、超聲波掃描、電化學測量方法等，包括不同條件下的充放電循環測試，電化學交流阻抗，循環伏安法測試等方法。

有損分析是在鋰離子電池進行不損傷電芯的拆解后，對電池內部關鍵材料進行有針對性的測試分析。包括電池組成的成分分析、形貌分析、結構分析、官能團表征、離子輸運性能分析、微區力學分析、模擬電池的電化學測試分析以及副產物的分析。

鋰離子電池失效分析是源于電池測試分析技術，卻差別一般檢測中心的檢測分析。失效分析的測試分析是建立在實際具體案例上，對不同的失效現象設計恰當的失效策略，選擇合適的測試手段，高效準確獲得電池失效分析原因。