主要从事锂硫电池电极材料、锂金属负极以及固态锂金属电池研究。已在Energy & Environmental Science，Advanced Energy Materials，ACS Nano，Journal of Materials Chemistry A等国际期刊上发表论文32篇，共被引用超1800次，h指数23。获得授权专利9个。获得深圳市海外高层次人才B类人才。

林海斌的研究领域以锂离子电池和锂硫电池为主，涉及电池正极、负极、隔膜和电解质相关材料的研发以及相互作用机理研究。锂离子电池中主要研究实现高容量电池和高功率电池的应用，通过对高容量的电极材料的纳米结构设计，实现其在电池中的稳定性及高性能发挥，同时开发高电压稳定电解质。锂硫电池的研究中的主要贡献为提出新的锂硫电池充放电电极中间产物多硫化物溶解问题的解决方案，通过设计高效的多硫化物催化剂，在电池使用中催化中间体的转换，实现锂硫电池的稳定循环。至今共获得中国专利授权9项，其中5项发明专利，4项实用新型专利，已在Energy & Environmental Science、Advanced Energy Materials、ACS Nano、Journal of Materials Chemistry A等国际著名期刊上发表32篇论文，其中以第一作者或通讯作者发表论文14篇，论文总引用率超1800次，H-index达23。