電池，作為一種將化學能直接轉變為電能的裝置，在國民經濟和國防工業中的地位十分重要。近年來，互聯網技術的高歌猛進，電子信息技術的飛速發展，以及電子儀器設備的小型化和智能化，特別是近年來以蘋果和三星依托智能手機，平板電腦發展的產業鏈讓這個行業得到了空前絕后的興旺發展，從而也衍生出相關產業的擴張發展，其中以移動電源的需求快速增長顯著，當然這也同時對移動電源提出了更高的要求。此外，電動汽車因成為二十一世紀潛在的汽油驅動汽車的替代者而倍受關注，而移動電源系統是電動汽車發展的關鍵部件。因此，低成本、對環境無公害的高比能量電池成為移動電源產業發展的重點內容。

1.電池的發展歷程

電池的歷史可以追溯到公元前100年，當時已經產生了電池原型；但電池的真正發展是在1800年之后，伏特在這一年發明電池，人們對電池的原理才有了合理的解釋；1959年，可充電的鉛酸電池得到應用；1990年，鋰離子電池誕生。

1）鉛酸電池
鉛酸電池是較早出現的一種二次電池，主要用于汽車蓄電池和大型固定儲能電源。其優點是技術成熟，價格便宜；其缺點是含有污染環境的重金屬鉛，能量密度低。鉛酸電池的市場份額將隨著綠色二次電池的廣泛應用而逐步減少。

2）鎳鎘電池
鎳鎘電池也是一類應用較早的二次電池。其優點是技術成熟、價格便宜、可快速充電和循環壽命長；其缺點是能量密度不高，具有記憶效應，含有有毒金屬元素鎘。歐盟國家自2005年12月31日起，已經限制了鎳鎘電池的進口。目前鎳鎘電池只是在二次電池的低端市場得到一定范圍的應用。

3）鎳氫電池
鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產品，不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對環境帶來的污染問題。鎳氫電池具有相對鎳鎘電池大的比能量，使用鎳氫電池能有效地延長設備的工作時間，也一定程度減小了鎳鎘電池中存在的“記憶效應”，這使鎳氫電池可以更方便地使用。其應用范圍包括：照相機、攝像機、移動電話、無繩電話、對講機、筆記本電腦、PDA、各種便攜式設備電源和電動工具等。鎳氫電池雖無環保問題，但具有輕度記憶效應，在高溫的工作下性能將會下降，但長期來看，鎳氫電池產業的發展將面對鋰電池技術進步帶來的替代威脅。

4）鋰電池
相對于上述二次電池，鋰電池具有能量密度高、循環壽命長、自放電率小、無記憶效應和綠色環保等突出優勢。因此，自索尼公司于1990年開發出鋰離子電池后，由于其具有電壓高、體積小、質量輕、比能量高、無記憶效應、無污染、自放電小、壽命長等優點，已經取得了飛速的發展，其應用已經滲透到民用以及軍事應用的多個領域，相較之下，在包括移動電話、筆記本電腦、攝像機、數碼相機等強調輕薄短小、多功能的便攜式電子產品應用上迅速普及。

5）燃料電池
燃料電池是一種把儲存在燃料和氧化劑中的化學能，等溫地按電化學原理轉化為電能的能量轉換裝置。燃料電池是由含催化劑的陽極、陰極和離子導電的電解質構成。燃料在陽極氧化，氧化劑在陰極還原，電子從陽極通過負載流向陰極構成電回路，產生電能而驅動負載工作。燃料電池與常規電池不同在于，它工作時需要連續不斷地向電池內輸入燃料和氧化劑通過電化學反應生成水，并釋放出電能；只要保持燃料供應，電池就會不斷工作提供電能。燃料電池在航空航天和軍事方面得到較好的應用，但是受技術和成本的限制，尚未達到普遍的民用商業化程度。