化学电源(电池)已经成为当今生活的一种必需品，在电子产品、通信基站、电动汽车、无人机、储能电站、国防军工等领域发挥着重要作用。从早期的锌锰原电池，到铅酸蓄电池、镍镉/镍氢电池再到如今的锂离子电池、燃料电池，化学电源的原理和技术经历了多次迭代。

化学电源作为储能技术之一，具有物理、化学、材料、能源动力、电力电气等多学科、多领域交叉融合的特点，是重要的战略性新兴领域，在推动能源革命和能源新业态发展方面发挥着至关重要的作用。利用电池将电能储存起来并在需要时释放的电化学储能技术，其研究和应用方兴未艾。

1 化学电源的基本概念 

化学电源又称电池，是将物质的化学能通过电化学氧化还原反应直接转变为电能的装置或系统。化学电源放电时，通过电化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。

按照其使用性质，化学电源主要包括原电池（也称一次电池）、蓄电池（也称二次电池）和燃料电池等。

按电解液种类，可分为酸性电池（铅酸电池）、碱性电池（如碱锰电池、镉镍电池、氢镍电池等）、中性电池（海水激活电池）和有机电解液电池（锂离子电池）等。

2 化学电源的发展概况 

相比于其他种类的电池，尽管锂离子电池出现相对较晚，却一跃成为当今电池市场的王者，锂离子电池产业已经发展成专业化程度高、分工明确的产业链体系。

在移动通信领域：

随着笔记本式计算机和智能手机、平板计算机的加速普及，以及可穿戴设备和移动电源的迅猛增长，锂离子电池得到空前规模的应用。5G通信时代的到来，使国内外加速推进新基建5G基础设施建设，5G通信用化学电源尤其是锂电池需求和采购量进一步扩大。由于5G使用更大规模的阵列天线、更高的带宽，基站功耗大幅提升，用电量将为运营商带来巨大压力。鉴于一般工商业用电峰谷交替频繁，利用备用电源进行削峰填谷、降低电费成本将成为5G基站的标配功能，预计到2025年基站备用电源（储能电池）需求容量超过160GW·h。

在新能源汽车领域：

以锂离子电池和燃料电池为代表的电动汽车，正成为现代社会可持续发展过程中节能减排的重要途径。随着新能源汽车在全球范围掀起新一轮的汽车革命，动力电池成为新的“蓝海”；众多电池厂商投入巨资布局电池领域，动力电池市场前景广阔。

在新能源与可再生能源发电和智能电网领域：

储能系统可以提高电力系统的稳定性，解决可再生能源发展的瓶颈问题；同时，也是智能电网和分布式能源系统必需的关键设备。化学电源作为一种储能技术（电化学储能）具有建设周期短、选址简单灵活、调节能力强等优点，与新能源发电消纳的匹配性较好，能够解决风能、太阳能等可再生能源利用过程中的随机性和间歇性问题，以铅碳电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池等为代表的电池储能技术将迎来新的挑战与机遇。

3 化学电源的发展前景 

随着“碳达峰、碳中和”双碳目标升级为国家战略，电化学储能作为能源和交通领域的关键技术越来越为人们所关注，化学电源必将成为支撑新能源和电动汽车等新兴产业最核心的技术之一。

经过多年发展，化学电源逐步形成了上游为各类原材料(包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、导电剂、电芯材料、线束、电池模组、电池管理系统等)，中游为不同类型的化学电源（包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池及氢燃料电池），下游为消费电子、新能源汽车、储能行业（包括储能电站）、废旧动力电池回收的产业链体系。

动力电池回收是将回收的废旧动力电池进行梯级利用及资源化处理，通过拆解、提炼稀有金属的方式进行再次利用。我国报废动力电池规模庞大，加之动力电池原材料价格上涨和供应紧张等因素的叠加，动力电池回收行业前景光明。

掌握化学电源的反应原理，将有助于保障回收利用作业的安全，提高回收利用效率，也可降低后续精炼过程中的污染物排放和能源消耗。

《化学电源——原理、技术与应用（第二版）》

化学工业出版社 2022.08

《化学电源——原理、技术与应用》第一版自2006年1月出版以来，得到很多业内专家学者和读者的关心与支持。鉴于该领域的快速发展，修订和再版以适应广大读者的新需求是必要的，也是很有意义的。

当前化学电源的发展方兴未艾，特别是随着智能时代的到来，信息技术的深度融合与数字化转型带来了巨大变革，必将催生新一轮科技革命，推动生产力的快速发展。

鉴于化学电源的原理、技术与应用仍处于快速发展之中，涉及面广、应用领域宽，谨以此书献给广大读者，希望能为从事电池研究、开发和生产者提供参考价值和现实指导意义。

化学电源——原理、技术与应用

（第二版）

图书信息简介

「院士领衔编著，展现行业发展趋势」

「集合化学电源新理论和实践成果」

陈军、陶占良 编著

责任编辑：朱彤

书号:978-7-122-38700-4

出版时间:2022-08

◎ 全面论述化学电源的原理、技术与应用

◎ 重点介绍化学电源的更新成果、进展状况及发展趋势，充分反映化学电源技术领域发展，囊括国际、国内的新研究成果

◎ 内容主要包括：化学电源概论、锌锰电池、锌银电池、铅酸蓄电池、碱性蓄电池、金属空气电池、锂电池、燃料电池、电化学电容器和其他新型电池如液流电池等

◎ 全书全面系统，概念清晰，说理透彻，图文并茂

◎ 本书可作为化学、化工、材料、能源、环境等专业本科生和研究生的教学参考书或教材，对从事电池研究、开发和生产人员也具有重要的参考价值和现实指导意义。

作者简介

陈 军

中国科学院院士、南开大学副校长 

陈军，男，汉族，无机化学家，中国科学院院士，南开大学教授、博士生导师、副校长、先进能源材料化学教育部重点实验室主任，中国化学会电化学专业委员会主任、天津市化学会理事长，目前担任《eScience》主编，《Inorg. Chem. Front.》《高等学校化学学报》等期刊副主编及国内外十余种期刊编委。

陈军于1985年考入南开大学，先后获得学士、硕士学位；1992年硕士毕业后留校工作；1999年从澳大利亚伍伦贡大学博士毕业后进入日本工业技术院大阪工业技术研究所担任研究员；2002年回国后，担任南开大学化学学院教授、博士生导师；2003年获得国家杰出青年科学基金资助；2005年被聘为教育部长江学者奖励计划特聘教授；2010年担任国家973纳米重大科学研究计划项目首席科学家；2014年入选中组部“万人计划”第一批科技创新领军人才；2017年至2019年担任南开大学化学学院院长；2017年当选为中国科学院院士；2019年破格提拔为南开大学副校长。2020年当选发展中国家科学院院士，是化学科学领域入选的中国科学家。

陈军教授主要从事新能源材料化学的基础研究和前沿探索，在无机固体功能材料的合成化学、固体电极制备以及新型电池电极材料开发研究方面做出了重要创新性贡献。