电池是新能源电动飞机技术发展的关键部件。锂离子电池能量密度高、寿命长、经济性和安全性好，已经在电动飞机技术发展中有着广泛应用。在无人机的使用中，锂离子电池是无人机的飞行动力，决定着无人机能否飞行和飞行时间的长短。因此，本文通过对锂离子电池技术原理、电池特性、能量密度和锂离子电芯组成的动力电池系统的充放电功能等进行分析研究。
考虑两电极相互独立的情况。此时，各电极与电解液产生化学反应，进而产生电能。LiFePO4的化学反应方程式如下：
充电：LiFePO4-xLi+-xe-xFePO4+(1-x)LiFePO4
放电：FePO4+xLi++xe-xLiFePO4+(1-x)LiFePO4
从锂离子电池原理可以看出，锂离子电池发电产生大量化学能，其能量密度在逐年不断提高。最近，有报道称其能量密度最大的已经接近500W·h/kg，但大部分市面上的锂离子电池的能量密度在350W·h/kg左右。锂离子电池已经在电动汽车和无人机领域中得到大量使用。
②单体能量密度（电芯能量密度）
电池能量密度常常指向两个不同概念，一个是单体电芯的能量密度，一个是电池系统的能量密度。
电芯是一个电池系统的最小单元。一般无人机上的动力电池由M个电芯组成一个模组，N个模组组成一个电池包，即动力电池系统，也就是无人机动力电池基本结构。
电芯能量密度在国家《中国制造2025》动力电池发展规划中明确目标是：2020 年，电池能量密度达到300W·h/kg；2025 年，电池能量密度达到400W·h/kg；2030 年，电池能量密度达到500W·h/kg。
③系统能量密度
统能量密度是指单体组合成一个电池系统包后的整个电池系统能量比整个电池系统质量或体积。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部分重量和内部空间，因此电池系统的能量密度都比电芯能量密度低。系统能量密度=电池系统能量（电量）/电池系统质量或电池系统体积。
从上面锂离子电池原理中可以看出，电池电芯主要由4个关键部分组成：正极、负极、电解液和隔膜。正极和负极是发生化学反应地方，因此，对电池能量密度非常关键。
同样的道理，当对电池进行放电的时候（实际使用电池过程），嵌入负极碳层中的锂离子脱出，通过电解液又运动到正极。回到正极锂离子越多，放电容量越大。也就是电池容量大，或者能量密度高。
从上面原理可以得出，锂离子电池的充放电过程中，就是锂离子从正极—负极—正极的运动过程，锂离子在电池内处于运动状态。这就形成了无人机的运动过程。
（2）充放电过程。
根据锂离子电池的原理和特性，锂离子电池充放电对锂离子电池非常关键，锂离子电池充放电控制分为两个阶段。第一阶段是恒流充电阶段，电池电压低于4.2V 时候，充电器会以恒定电流充电方式为电池充电。当电池电压达到4.2V 时会自动转入第二阶段。第二阶段是恒压充电阶段，当锂离子电池电压达到4.2V时，由于锂离子电池特性，如果电压再高，就会损坏电池，因此，此时充电器会将电压固定在4.2V，恒定电压对电池充电，充电电流逐渐减少，当电流减少到一定值时候（一般设置1/10 设置电流时），断开充电电路，充电完成。表示电池已经充满电量。
锂离子电池的过度充放电会对其正负极造成永久的损坏。过度放电会造成负极碳层结构出现塌陷，而塌陷会造成充电过程锂离子无法嵌入；过度充电会使过多的锂离子嵌入碳结构，而造成其中部分锂离子再也无法释放出来。这两种情况都会造成锂离子电池损坏，因此，充放电设备的选择很关键。
