电池在一定条件下对外做功所能输出的电能叫做电池的能量,单位一般用瓦时(W·h)表示。分为理论能量和实际能量。
理论能量(W0)是在放电过程处于平衡状态,放电电压保持电动势(E)数值,且活性物质利用率为100%的条件下,电池所获得的能量,即可逆电池在恒温恒压下所做的最大非膨胀功,实际能量(W)是电池放电时实际获得的能量,当锂离子电池标称电压为3.7V,容量为2200mA·h时,电池的实际能量为2.2A·h×3.7V = 8.14W·h,单位换算为焦耳(1W=1J/s)时的实际能量为29304J。
比能量也称能量密度,是指单位质量或单位体积电池所获得的能量,称为质量比能量或体积比能量。理论质量比能量根据正、负两极活性物质的理论质量比容量和电池的电动势计算。实际比能量是电池实际输出的能量与电池质量(或体积)之比。
现有的锂离子电池负极材料多以石墨为主，石墨的理论克容量372mAh/g。正极材料磷酸铁锂理论克容量只有160mAh/g，而三元材料镍钴锰(NCM)约为200mAh/g。
系统能量密度是指单体组合完成后的整个电池系统的电量比整个电池系统的重量或体积。因为电池系统内部包含电池管理系统，热管理系统，高低压回路等占据了电池系统的部分重量和内部空间，因此电池系统的能量密度都比单体能量密度低。
