动力电池（ Power Battery ）是指为 电动汽车 、 电动物流车 、工业用以及医疗用电动设备、便携式 电子设备 等工具提供动力的 蓄电池 。 其通常由 电极 、 电解质 （液）、隔膜和外壳组成 。
动力电池可以分为物理、化学以及生物电池，其中化学电池应用最为广泛 ，根据不同电池的不同特点可以分别将其应用在交通 、军事 、民用电子设备 等不同的领域中，电池的主要充放电原理是利用内部的氧化还原反应来完成电能和化学能的相互转化 ，随着电池长期的循环充放电，其容量会不断地衰减，在其容量衰减为80%时即认为电池一次寿命达到了终结，需要进行梯次利用或报废回收以获得更高的经济效益以及社会效益。
为了解决气候变化和能源危机的问题，动力电池已经得到了充分且广泛的研究，但其仍面临着能量密度、寿命、安全性、低温性能、成本等特点不可兼得的问题，未来动力电池的发展方向将会是新一代的 锂空气电池 、 锂硫电池 以及全固态电池等。
发展历史
1800年 ， 意大利 物理学家 亚历山德罗·伏特 （Alessandro Volta）发明出了由 锌板 和银板夹浸透 盐水 的湿纸组成的电堆，即“ 伏打电堆 ”，这是电池的雏形。
1859年， 法国 物理学家 阿斯顿 普兰特（French Aston Plante ）发明出了第一代动力电池—— 铅酸蓄电池 ，它的主要优点是优秀的大功率放电能力，并且其原材料资源丰富，电池回收率高且成本较低，但其存在的主要问题是比能量较低（30Wh/kg），同样质量下可供给的能量较少，且铅有污染。
1899年， 瑞典 学者瓦尔德玛·荣格纳（Waldemar Jungner）发明出了 镍镉电池 （ 阴极 为 、 阳极 为镉、液体 电解质 ），“记忆”现象是这种电池最大的缺点，未用完电量就充电会导致下次充满电量降低。
1989年， 美国 著名发明家Stanford Ovshinsky（ 斯坦福· 欧弗辛斯基）在 梅赛德斯-奔驰集团 和德国大众的赞助下，开发出来第一款商业 镍氢电池 （阴极为 氢氧化镍 ，阳极为 储氢合金 ），其比能量更高且污染低，没有 记忆效应 ，应用在早期的 丰田汽车 Prius 混动车 上。
1990年，日本 索尼 正式推出 石墨 材料为 负极 、含 锂化合物 为正极的商业化 锂离子电池 ，其有着更高的比能量并能通过更改配方适应不同环境，是得到最广泛应用的动力电池。
20世纪90年代初， 德国 科学家罗杰·比林斯（Roger Billings）首次发明出了可以应用于汽车的 氢燃料电池 ，随后在1994年 奔驰 生产处理第一代应用 质子交换膜燃料电池 的燃料电池汽车NECAR1，自此 燃料电池 正式进入车企以及社会大众的视野，得到了科研界和工业界的更加广泛的关注。
2015年12月12日全球197个国家在巴黎召开的缔约方会议第二十一届会议上通过了《 巴黎协定 》，旨在限制 温室气体 的排放，各国陆续推出“ 碳中和 ”的计划和目标，动力电池越来越多的应用到 电动汽车 、储能电网等场景中，得到了学术界和工业界越来越广泛的关注。
2026年1月7日，工业和信息化部、国家发展改革委、 国家市场监督管理总局 、 国家能源局 联合召开动力和储能电池行业座谈会，研究部署进一步规范动力和储能电池产业竞争秩序工作。工业和信息化部党组成员、副部长辛国斌主持会议。会议指出， 中国动力 和储能电池产业发展迅速，在全球范围内取得阶段性竞争优势。同时，受多种因素影响，行业内存在盲目建设情况，出现低价竞争等非理性竞争行为，扰乱正常市场秩序，削弱行业可持续发展能力，必须予以规范治理。要强化市场监管，加强价格执法检查，加大生产一致性和产品质量监督检查力度，打击涉知识产权违法行为；要优化产能管理，健全产能监测和分级预警机制，加强宏观调控，防范产能过剩风险；要支持行业自律，发挥 行业协会 作用，引导企业科学布局产能，推动构建优质优价、公平竞争的市场秩序；要加强区域协同，强化央地协同联动、综合施策，加强对本地企业指导，严控重复建设，推动行业健康有序发展。 同年9月，在2026世界动力电池大会上，公布动力电池的相关信息：动力电池的数字身份证记录96项信息——54项基础信息、24项运维信息、18项回收信息，由24位编码贯穿电池全生命周期。在会上，工业和信息化部相关负责人介绍，中国已启动建立动力电池数字身份证管理制度。
组成结构
电极
正极和 负极 都可以称为电极，是电池最核心的两大组成部分。电极通常由电极活性材料、集 流体 、黏结剂和 导电剂 组成，其中活性电极材料是最核心的部分。
活性电极材料： 在电池充电或放电过程中 ， 电极活性材料得到或者失去 电子 ，直接参与氧化、还原反应的发生，用以储存或释放 电能 ，是电池工作的本质，电极活性材料决定着电池的基本特性，为了满足电池工作的需要，应满足以下条件 ：
集 流体 ： 放电时将 电化学 反应所产生的电流汇集起来输出至外电路，充电时将电极电流输入给电极活性材料，从而优化 电能 和 化学能 的相互转化，要求其有着较高的 电导率 、电化学稳定性和机械强度。
导电剂 ： 优化电极活性物质的电子导电性，提高电池的高倍率工作能力。
黏结剂： 黏结剂用来将上述物质粘合在一起，避免不同物质之间的分层，降低动力电池的性能和寿命。
电解质（液）
电解质（液）是离子 导体 ，主要完成电池内部离子传输的任务，形成离子电流，与外电路组合形成完整的电流回路从而在放电时向外输出电能。
电解质（液）需要有着良好的离子导电性形成离子电流，但不能具有 电子 导电性防止正负极的直接导通。还需要有着较好的 化学 稳定性和热稳定性。
传统的 电解液 分为 水系 电解液和有机电解液， 水溶液 的 物理化学 性质已经得到了广泛的研究，但由于其理论分解电压只1.23V，水系电解液的动力电池电压最高仅为2V（ 铅酸电池 ），因此在高能量密度的电池体系中一般采用有机电解液体系或者固体 电解质 体系。
特别地， 燃料电池 采用固体电解质隔膜，将电解质与隔膜制成一体，直接承担隔离燃料和 氧化剂 以及传导离子的作用。
隔膜
为了避免电池内部正极与 负极 直接接触造成内部 短路 ，需要通过隔膜将正极片与负极片隔开，隔膜通常浸在 电解液 中。 固态电池 通常不需要隔膜，通过专门的固体电解质膜同时完成隔膜和电解质的任务。隔膜材料通常需要满足以下要求 ：
外壳
外壳的主要作用是作为电池的容器，保护电池内部材料，由于动力电池在实际应用时经常会受到外部压力的作用，需要通过外壳增加电池机械强度，避免电池内部材料的变形（尤其是隔膜， 刚度 最低），影响电池的安全和寿命，通常选用优质铝材作为电池外壳材料。
工作原理
以典型的 镍镉电池 （溶解沉淀机理） 、 锂离子电池 （浓差驱动型） 以及 燃料电池 （ 单向反应 ） 为例，说明动力电池的工作原理。
镍镉电池
镍铬电池 的正极材料为 氢氧化亚镍 ， 负极 材料为 氧化镉 。
在电池外加电源进行充电时，正极活性材料 中的 通过失去一个 电子 转化为三价的 ，该电子通过集 流体 和外电路向负极转移，同时 与 电解液 中的 结合形成 。负极的 反应机理 为溶解-沉淀机理，正极失去的 电子转移 到负极，将二价的镉离子还原成镉金属在负极沉淀。
外接负载进行放电时，发生的电化学反应则正好相反，负极的镉金属失去电子被氧化，正极的三价镍离子得到电子被还原，电子在外电路从负极向正极移动，从而形成从正极到负极的电流。
电池反应方程式如下所示（向右为放电） ：
正极：
负极 ：
总反应：
锂离子电池
锂离子电池 ，其本质是一种浓差电池，又被称为“ 摇椅 式电池”，当电池充电时，外部施加的电压使正极中的锂离子脱嵌，经过 电解液 穿过隔膜流向并嵌入负极，同时为了保持电中性，正极的 电子 也经过外电路流向负极，随着锂离子不断从正极材料中脱嵌，又嵌入负极，正极 电势 不断升高，负极电位不断降低，导致电池电压（正极电位减去 负极 电位）不断升高直至达到充电截止电压。
当电池施加外部负载进行放电时，由于正、负极之间的 电压 ，锂离子从负极脱嵌，经过电解液通过隔膜又流向并嵌入正极，随锂离子的脱出负极电位逐渐增加，正极电位不断降低，使电池电压不断降低，负极电子也经过外电路流向正极，直至达到放电截止电压，对于正极材料为 钴酸锂 ，负极材料为 石墨 的 锂离子电池 ，反应方程式如下（向右为充电） ：
正极反应：
负极 反应：
总反应：
燃料电池
与镍镉、锂离子等电池不同，燃料电池仅能够将 化学能 转化为 电能 ，可以看做能量转换装置，而前者则能够完成化学能和电能的互相转化。燃料电池的主要组成部分为燃料和 氧化剂 ，以 氢氧燃料电池 为例，在需要燃料电池进行放电时， 氢气 作为燃料被不断的运送到 负极 ，在负极 催化 剂的作用下发生氧化反应，失去两个 电子 ，生成 氢离子 ， 通过酸性 电解质 从负极转移到正极，电子则经过集 流体 、外电路也从负极移动到正极，正极的 氧气 在催化剂的作用下得到电子，发生还原反应，并与从电解质中传递过来的 结合生成水，由于两个电极反应的 电势 不同，从而在正负两极间形成 电压 ，向负载释放能量。放电反应方程式如下 ：
负极：
正极：
总反应：
技术参数
工作电压： 指电池在外接负载进行放电时的实际电压，即电池 电动势 减去电池内阻引起的压降。由于该电压随电池的放电而降低，通常指一个电压范围。例如， 锂离子电池 为2.7-3.6V， 镍氢电池 为1.1-1.5V。
其中，U为工作电压，E为电池电动势，I为放电电流，R为电池内阻。
充放电截止电压： 充电截止电压是指外电路 直流电 对电池充电的电压。一般的充电电压要大于电池的开路电压，通常在一定的范围内，例如，锂离子电池的充电截止电压为4.1-1.2V。 铅酸 蓄电池 的充电截止电压为2.25-2.5V。
放电截止电压指放电终止时的电压值，视负载和使用要求不同而异。例如，铅酸蓄电池放电终止电压为1.5-1.8V。
电池内阻： 电池内阻是指电池的内部 电阻 ，包括电极板的电阻， 电解液 、隔板和 连接体 的电阻等，内阻的单位为Ω（欧姆）。
容量： 指电池从满电到空电所能释放出的电量，一般用Q表示，单位为 库伦 （C）或安·时（A·h），即电流与时间的乘积，电池所能放出的容量也会随着工况而变化。
能量密度： 包括体积能量密度和质量能量密度，分别对应单位体积和单位质量电池所能输出的 电能 ，单位为W·h/L和W·h/kg，能量密度是电池最重要的技术参数，动力电池的能量密度越高， 新能源汽车 的载质量和车内的空间就越大。
比功率： 指动力电池单位质量所能输出的功率，单位为W/kg，决定了其瞬时做功的能力，对于 电动汽车 ，一定体积（质量）电池，比功率越大，汽车爬坡和加速能力越强。
荷电状态 （State Of Charge，SOC）：指电池中剩余电量（ ）与电池满电最大电量（ ）的比值，用百分比表示，常见的手机、电脑、电车的剩余电量百分比即为此值。
健康状态 （State Of Health，SOH）：指电池经过一定次数的循环老化后，其目前可用最大电量（ ）与电池刚出厂时最大电量（ ）的比值， 表征 了电池容量的 衰减 情况。
分类
按照电池的反应原理可将电池分为 化学电池 、物理电池、 生物电池 。
化学电池
一次电池
一次电池 也可以叫做“原电池”，由于 一次电池 放电时发生的电化学反应是不可逆的（或仅在极端条件下反应可逆），其只能进行一次放电，放电后不能循环充电、只能废弃回收。常见的 一次电池 包括 锌锰干电池 、 锌汞电池 以及 银锌电池 。
二次电池
二次电池是应用最为广泛且最常见的动力电池，也叫作“ 蓄电池 ”，在充放电过程中其发生的电 化学 反应是可逆的，因此在一次放电后可以通过再充电的方法使电池内部的活性物质复原从而能够再次放电，实际上是一个 化学能 量储存装置，能够完成 电能 与化学能之间无数次的相互转化， 铅酸电池 、 镍铬电池 、 镍氢电池 、 锌空气电池 以及 锂离子电池 都是二次电池。
储备电池
储备电池也可以称为“激活电池”，电池不放电时，正、 负极 活性物质与 电解液 不会直接接触，仅在需要电池放电时临时注入电解液来激活电池，由于与 电极 液的分离，储备电池不会发生电极活性物质的 化学 分解或是自放电，因此其日历寿命较长。常用的储备电池包括镁银电池、钙 热电池 以及铅 高氯酸 电池， 应急照明灯 中通常用的就是 储备电池 。
燃料电池
燃料电池的特点是电池本身仅仅作为一个载体，在需要 电能 时通过不断地将活性物质注入电池，就可以连续的向外部负载进行放电，因此也被称为“连续电池”， 氢燃料电池 无论在学术界还是工业界都是很火热的一个研究方向。
物理电池
利用光、热、物理 吸附 等物理能量发电的电池， 太阳能电池 通过利用半导体PN结的光生 伏特 效应来完成太阳能向电能的转化，作为一种 可再生能源 备受关注。飞轮通过一个 转动惯量 很大的盘形零件来进行能量的储存。 超级 电容器 通过 电极 与 电解质 之间形成的界面双层来储存容量，其大电流放电能力强。
生物电池
生物电池利用是指利用生物化学反应来发电的电池，如 微生物电池 、酶电池以及生物 太阳 电池等。
特点
下表对于常用动力电池的技术参数进行了对比 ：
环境危害与回收利用
环境危害
当 干电池 经过一次完整放电、 蓄电池 最大可用容量降低为原容量的80%时，通常认为动力电池达到了其寿命的终结，应该被废弃，而电池的随意丢弃会对 生态环境 甚至人体造成严重的危害，不同材料的动力电池构成不同，其对环境、人体的危害也不同。电池中的有毒物质不仅会使土地、 饮用水 失去利用价值，被生物吸收后，也会经过 食物链 影响人体的健康， 铅酸电池 中的铅被人体摄入后会出现爆发性腹痛、厌食、 消化不良 等现象， 镍镉电池 中的镉会使人骨质软化、 瘫痪 ，电池中为防止电池 电解液 泄露、增加电池寿命所添加的汞化合物影响人体组织和 血红细胞 ，引发 甲基 汞中毒等神经性疾病。
回收利用
随着国内化工、机械、制造业的快速发展，对各种重金属的需求量也越来越大，废旧电池的回收不仅能够降低环境污染，保护人体健康，回收获得的重金属还能等效降低电池的成本，减少 矿石 的开采量，节约资源，有着极大的经济和社会意义。
动力电池在回收前需要先进行拆解，拆解过程应保证安全、环保以及拆解后的可再使用性。拆解流程为：物理测量以及标签信息解读——抽排 冷却液 ——绝缘处理——拆除附属件——放电处理。拆解完成后，就可以根据电池的不同类型选取不同的回收方式来获得想要的回收物。例如， 锂离子电池 可以通过火法回收（高温焚烧）的方法来分解去除有机黏结剂，将电池中的金属及其化合物氧化、还原并分解，当其以蒸气形式挥发后，通过冷凝的方式来收集。
另一方面， 蓄电池 一次寿命的终结并不意味着电池不再能够循环充放电，而是电池的输出功率相对降低，难以满足瞬时大功率的使用要求，但还可以应用于其它温和的使用场景，因此可以通过电池的梯次利用来获得最长的电池工作寿命以及最高的经济效益，电池生产——电车电池——储能电池——备用电池——拆解回收。
应用领域
交通领域
随着国家双碳政策的颁布，交通领域迫切需要实现从燃油+ 内燃机 向电池+电机的转型，电池是 电动汽车 最核心的组件，电动汽车的动力电池对能量密度、功率密度、寿命、可靠性、成本都有着较高的要求，在电动汽车领域应用较为广泛的电池是 锂离子电池 ，尤其是 磷酸铁锂 和三元系的锂离子电池。另一方面，能量效率高、环境友好的 燃料电池 也备受学术界和工业界的关注，即将走入电动汽车的赛道。 铅酸电池 则作为技术最为成熟的 蓄电池 ，有着安全性高、成本低、大倍率放电能力强的优点，广泛应用于 电动自行车 、 电动摩托车 等领域。
军事领域
军事装备的能量密度、续航时间、体积和重量是影响军队作战能力的重要因素，锂电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、低温性能好、使用可靠、维护成本低、充电快、大电流放电时间长等优点，是军事领域电源的首选，应用于陆地（ 单兵系统 、陆军战车）、海洋（水下机器人、潜艇）、空中（ 无人机 ）等诸多军事领域。
民用电子设备领域
民用电子设备电源的对成本的关注较高，技术相对成熟的铅酸蓄电池，主要用于邮电、通信、发电厂和变电所开关控制设备以及计算机备用电源中，镍氢电池则广泛应用于专业电子设备、照明、无绳家电、便携式打印机、移动数码产品、远程通信设备、激光器仪器以及电动玩具消费电子中。
发展趋势
气候变化以及 能源危机 是目前全球都面临着的主要问题，要解决这一问题，需要国际合作，使各国都向着 低碳经济 转型，全球数百个国家签订的《 巴黎协定 》旨在大幅减少全球 温室气体排放 ，需要各国完成“ 碳中和 ”的目标，而这少不了动力电池的参与。
欧洲委员会 于2018年5月发布的《电池战略行动计划》提出了一项电池技术未来十年的长期研究计划——“ 电池 2030+”。其愿景是发明未来的电池，为 欧洲 工业创造颠覆性技术和整个价值链的竞争优势。BATTERY 2030+将通过 跨学科研究 方法，利用 人工智能 、机器人技术、 传感器 和智能系统等先进技术，追求超高性能、可靠、安全、可持续和价格合理的电池。
中国是目前动力电池产销量最高的国家之一，动力电池市场还在逐年扩大。新能源汽车行业是带动动力电池快速发展的最大引擎。尽管在国家政策和补助的推动下，动力电池行业已经得到了飞速的发展，电池性能得到了很大的加强，但仍面临着数个关键技术难题。 高镍三元系 锂离子电池 使得电池的能量密度大幅度提升（250-300Wh/kg），但仍难以达到《节能与新能源汽车技术路线图》中2030年动力电池的能量密度目标——500Wh/kg，并且高镍所带来的低安全性也其实际应用带来了隐患，其较差的低温性能也一直为人所诟病。备受关注的燃料电池也面临着高成本、低寿命以及 氢能 来源等问题。
在未来，超高能量密度的 锂空气电池 （1700Wh/kg）、 锂硫电池 （2600Wh/kg），高安全性的全固态电池将会是新的研究热点，在科研界解决其关键问题（锂空气电池的反应 催化 、电极失活，锂硫电池较差的导电和导锂，全固态电池的低 电导率 后），将会得到工业界更广泛的关注。
标普全球 汽车（S&P Global Mobility）的数据显示，2025年全球动力电池工厂的产能合计达到3930GWh，而需求为1161GWh，即产能为实际需求的3.4倍。此外标普全球汽车还表示，直到2026年，电池供给达到需求的3倍以上，直到2030年达到需求的2.4倍。《 日本经济新闻 》由此认为，随着2025年3月由德国 大众汽车 等企业投资的 瑞典 电池企业Northvolt申请破产，全球动力电池行业的淘汰已经开始。而 欧洲 汽车制造商将对中国电池企业的依赖加深。欧美日韩企业与中国的产能和技术差距可能会拉大。根据 韩国 电池研究公司SNE Research的数据，2025年上半年全球动力电池装机总量为504.5GWh，同比增长37.3%，比去年同期的增速还要高出15个百分点。事实上，由于 欧美市场 电动汽车 的需求减少，全球动力电池装机量的增速已连续两年下滑，而今年的增速回升主要是靠中国电池供应商的带动作用。中国企业掌握全球动力电池市场份额近七成。全球装机量排名前十的企业中有六家来自中国。其中， 宁德时代 以190.9GWh的装机量，连续8年位居全球动力电池装机量第一，2025年上半年更是全球唯一一家装机量超过100GWh的电池供应商，增速达到37.9%，市场份额同样为37.9%； 比亚迪 在以自用为主的前提下，以89.9GWh的装机量位居全球第二，增速高达58.4%，市场份额达17.8%；其他位列前十的中国电池企业还包括 中创新航 、 合肥国轩高科动力能源有限公司 、 亿纬锂能 和 蜂巢能源 。
相关标准
2025年4月，中国工业和信息化部组织制定的强制性国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》（GB38031—2025）发布，于2026年7月1日正式实施。新标准旨在从 产品设计 端降低动力电池自燃事故发生率。新标准主要修订了热扩散测试的技术要求，由“着火、爆炸前5分钟提供热事件报警信号”修订为“不起火、不爆炸（仍需报警），烟气不对乘员造成伤害”，进一步明确了待测电池温度要求、上下电状态、观察时间、整车测试条件。同时，该标准新增底部撞击测试，考查电池底部受到撞击后的防护能力；新增快充循环后安全测试，300次快充循环后进行外部短路测试，要求不起火、不爆炸。
2025年12月31日，工业和信息化部、国家发展改革委、生态环境部、 交通运输 部、 中华人民共和国商务部 、 国家市场监督管理总局 令联合发布《新能源汽车废旧动力电池回收和综合利用管理暂行办法》，于2026年4月1日正式施行。该办法有效填补制度空白，实现对产业链末端的集中管控，用法治化手段加强动力电池回收利用管理，规范各环节参与主体行为。
2026年7月1日，《电动汽车车载动力电池耐久性要求及试验方法 第1部分：轻型汽车》推荐性国家标准正式实施。该标准首次确立了SOCE（电池可用能量状态）作为统一评判标尺，明确了不同使用周期的性能底线，并对车载显示精度作出硬性规定。新国标要求对轻型乘用车电池可用能量状态设定三层耐久门槛，以时间或行驶里程先到者为准：使用5年或行驶10万公里，电池可用能量状态需保持在82%以上；8年或16万公里不低于75%；10年或20万公里则需维持在70%以上。除衰减底线外，国标同样严控车机显示的真实性。标准要求，车机显示的电池可用能量状态与实际测量值偏差不得超过5%，车辆虚拟折算里程与实测值的相对偏差则须控制在3%以内，从制度层面遏制“欢乐表”乱象。本次实施的是推荐性国家标准，适用范围为2026年7月1日后新生产下线的轻型乘用车，存量老车不在此列。国标划定的是电池耐久性最低性能底线，并不等同于免费更换电池的触发条件。电池质保更换仍需参照车企官方质保条款执行。这项新国标最大的意义，在于结束了车企算法“各自为政”的局面，将模糊不清的电池损耗问题转化为可对照、可核验的量化标准。