1.2 锂离子电池的基本参数
锂离子电池具有能量密度高、转换效率高、循环寿命长、无记忆效应、无充放电延时、自放电率低、工作温度范围宽和环境友好等优点，因而成为电能的一个比较理想的载体，在各个领域得到了广泛的应用。一般而言，我们在使用锂离子电池时，会关注一些技术指标，并将其作为衡量电池性能“优劣”的主要因素，以下一些参数是在使用时需要特别关注的。
1.2.1 电压
1.电动势
电动势是电池在理论上输出能量大小的度量之一。如果其他条件相同，那么电动势越高，理论上能输出的能量就越大。电池的电动势是两电极电位之差，其数学表达式为
式中，E为电池的电动势；V+为正极的平衡电位；V-为负极的平衡电位。
2.开路电压
开路电压是指在开路状态下（几乎没有电流通过时），电池两极之间的电位差。电池的开路电压取决于电池正负极材料的活性、电解质和温度条件等，而与电池的几何结构和尺寸无关。一般情况下，电池的开路电压均小于它的电动势。
3.额定电压
额定电压也称为公称电压或标称电压，指的是在规定条件下电池工作的标准电压，采用额定电压可以区分电池的化学体系。
4.工作电压
工作电压是指电池接通负载后在放电过程中显示的电压，又称负载（荷）电压或放电电压，其数学表达式见式（1-4）。电池在接通负载后，由于欧姆内阻和极化内阻的存在，电池的工作电压低于开路电压，当然也低于电动势。
式中，I为电池的工作电流；Ro为欧姆内阻；Rp为极化内阻。
5.放电终止电压
对于所有锂离子电池，放电终止电压都是必须严格规定的重要指标。放电终止电压也称为放电截止电压，是指电池放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压值。根据电池的不同类型及不同的放电条件，对电池容量和寿命的要求也不同，由此所规定的放电终止电压也不同。一般而言，在低温或大电流放电时，放电终止电压规定值较低；在小电流长时间或间歇放电时，放电终止电压规定值较高。
6.充电终止电压
充电终止电压是指在规定的恒流充电期间，电池达到完全充满电时的电压。到达充电终止电压后，若仍继续充电，即为过充电，这一般对电池性能和寿命有损害。
7.平均电压
平均电压是指在规定的充放电过程中，用瓦时数除以安时数所得到的值。在定电流情况下，是某一段时间内的平均电压。
1.2.2 容量
电池容量：电池在一定放电条件下所能放出的电量称为电池容量，以符号C表示。其单位常用A·h或mA·h表示。
1.理论容量
理论容量是假定活性物质全部参加电池的成流反应所能提供的电量。理论容量可根据电池反应式中电极活性物质的用量，按法拉第定律计算的活性物质的电化学当量精确求出，计算方程式为
式中，Q为电极反应中通过的电量（A·h）；z为电极反应式中的电子计量系数；m为发生反应的活性物质的质量（g）；M为活性物质的摩尔质量（g/mol）；F为法拉第常数，约为965000C/mol或26.8A·h/mol。
法拉第定律指出，电流通过电解质溶液时，在电极上发生化学反应的物质的量与通过的电量成正比。
也可以理解为，质量为m的活性物质完全反应后能释放出的电量Q即为电极活性物质的理论容量（C0）。因此，式（1-5）也可以写为
式中，K为活性物质的电化当量，
（g/（A·h）），是指获得1A·h电量所需活性物质的质量。
2.额定容量（Cg）
额定容量是按国家或有关部门规定的标准，保证电池在一定的放电条件（如温度、放电率、终止电压等）下应该放出的最低限度的容量。
3.实际容量（C）
实际容量是指在实际应用工况下放电，电池实际放出的电量，它等于放电电流与放电时间的积分。实际放电容量受放电率的影响较大，常在字母C的右下角，以阿拉伯数字标明放电率，如C5=50A·h，表明在5h放完电情况下获得的容量为50A·h。实际容量的计算方法如下：
恒电流放电时为
变电流放电时为
式中，I为放电电流，是放电时间t的函数；T为放电至放电终止电压的时间。
由于内阻的存在，以及其他各种原因，活性物质不可能被完全利用，即活性物质的利用率总是小于1的。因此，化学电源的实际容量、额定容量总是低于理论容量。电池的实际容量与放电电流密切相关：大电流放电时，电极的极化增强，内阻增大，放电电压下降很快，电池的能量效率降低，因此实际放出的容量较低；相应地，在低倍率放电条件下，放电电压下降缓慢，电池实际放出的容量常常高于额定容量。
4.剩余容量
剩余容量是指在一定放电倍率下放电后，电池剩余的可用容量。剩余容量的估计和计算受到电池前期应用的放电率、放电时间等因素以及电池老化程度、应用环境等的影响，所以在准确估算上存在一定的困难。
1.2.3 内阻
电流通过电池内部时受到阻力，使电池的工作电压降低，该阻力称为电池内阻。由于电池内阻的作用，电池放电时，端电压低于电动势和开路电压；充电时，充电的端电压高于电动势和开路电压。电池内阻是锂离子电池的一个极为重要的参数，它直接影响电池的工作电压、工作电流、输出能量与功率等，对于锂离子电池，其内阻越小越好。
电池内阻不是常数，它在放电过程中根据活性物质的组成、电解液浓度、电池温度以及放电时间而变化。电池内阻包括欧姆内阻（Ro）和电极在电化学反应时所表现出的极化内阻（Rp），两者之和称为电池的全内阻（Rw），三者之间的数学关系为
欧姆内阻主要由电极材料、电解液、隔膜的内阻及各部分零件的接触电阻组成，它与电池的尺寸、结构、电极的成形方式以及装配的松紧度有关，欧姆内阻遵守欧姆定律。极化内阻是指电化学反应进行时由于极化所引起的内阻，是电化学极化和浓差极化所引起的电阻之和。极化内阻与活性物质的本性、电极的结构、电池的制造工艺有关，尤其是与电池的工作条件密切相关，放电电流和温度对其影响很大。在大电流密度下放电时，电化学极化和浓差极化均增加，甚至可能引起负极的钝化，极化内阻增加。低温对电化学极化、离子的扩散均有不利影响，故在低温条件下，电池的极化内阻也增加。因此极化内阻并非是一个常数，而是随放电率、温度等条件的改变而改变。
1.2.4 能量
电池的能量是指电池在一定放电制度下，电池所能释放出的能量，通常用W·h或kW·h表示。电池的能量主要分为以下几种。
（1）理论能量 假设电池在放电过程中始终处于平衡状态，其放电电压保持电动势（E）的数值，而且活性物质的利用率为100%，即放电容量为理论容量。则在此条件下，电池所输出的能量为理论能量W0，计算表达式为
（2）实际能量 实际能量是指电池在放电时实际输出的能量。它在数值上等于电池实际放电电压、放电电流与放电时间的积分，计算表达式为
在实际工程应用中，作为实际能量的估算，也常采用电池额定容量与电池放电平均电压的乘积，进行电池实际能量的计算，计算表达式为
式中，W为实际能量；C为额定容量；Ua为平均电压。
由于活性物质不可能被完全利用，电池的工作电压总是小于电动势，所以电池的实际能量总是小于理论能量。
（3）总能量 总能量是指电池在其寿命周期内电能输出的总和，单位为W·h。
（4）充电能量 充电能量是指通过充电器输入电池的电能，单位为W·h。
（5）放电能量 放电能量是指电池放电时输出的电能，单位为W·h。
1.2.5 能量密度
电池的能量密度是指单位质量或单位体积的电池所能输出的能量，相应地称为质量能量密度（W·h/kg）或体积能量密度（W·h/L），也称为质量比能量或体积比能量。比能量是评价动力电池能否满足新能源汽车应用需要的一个重要指标，也是比较不同种类和类型动力电池性能的一项重要指标。
在新能源汽车的应用过程中，电池组安装需要相应的电池箱、连接线、电流电压保护装置等元器件。因此，实际的电池组比能量小于电池比能量，电池组比能量是新能源汽车的重要参数之一。电池比能量与电池组比能量之间的差距越小，电池的成组设计水平越高，电池组的集成度越高。因此，电池组的比能量常常成为电池组性能的重要衡量指标。
1.2.6 功率与功率密度
1.功率
电池的功率是指电池在一定的放电制度下，单位时间内电池输出的能量，单位为W或kW。理论上，电池的理论功率（P0）可以表示为
式中，t为放电时间；C0为电池的理论容量；I为恒定的放电电流。
此时，电池的实际功率（P1）为
式中，I2Rw为消耗于电池内阻上的功率，这部分功率对负载是无用的。
2.功率密度
单位质量或单位体积电池输出的功率称为功率密度，又称为比功率，单位为W/kg或W/L。比功率的大小，表征电池所能承受工作电流的大小，电池比功率大，表示它可以承受大电流放电。比功率是评价电池及电池组是否满足新能源汽车加速和爬坡能力的重要指标。