1.1.2 储能电池
储能电池是将化学能转化成电能的装置，一般而言，储能电池由正极板、负极板、隔膜、电解液和外壳构成。航天器储能电池通常采用多个单体蓄电池串联或并联，以蓄电池组的形式来满足航天器不同功率的需求。
储能电池是航天器在阴影区的唯一能源，一旦失效，航天器将无法工作，因此对它的性能和可靠性指标要求很高。然而储能电池的性能、质量和工作寿命长期制约着航天器的发展，影响着航天器的运行寿命。要保证航天器长期、稳定、可靠地工作，就必须配置一个寿命长、安全性好、可靠性高的储能电池。
在航天器上，储能电池的主要作用如下：
（1）在飞行器发射到太阳帆板展开前，为飞行器供电。
（2）在整个飞行期间，蓄电池在阴影区为航天器连续供电。
（3）在光照区，当太阳电池供电不足以提供航天器峰值功耗时，储能电池参与负载辅助供电。
目前，航天器主要储能装置为蓄电池，应用较为广泛的包括镉镍蓄电池、氢镍蓄电池和锂离子蓄电池。
镉镍蓄电池是第一代航天器用储能装置，具有放电倍率高、低温性能好、循环寿命长等特点，广泛应用于低、中、高轨道航天器，但其相对较小的比能量已限制其进一步发展。镉镍蓄电池单体电池电压标称值为1.2 V，质量比能量一般为38～42 Wh/kg，体积比能量一般为150 Wh/L左右。镉镍蓄电池在高轨道航天器上使用时，放电深度一般为50%～60%，寿命为5～8年，充电电流一般不超过0.2 C；镉镍蓄电池在低轨道航天器上使用时，放电深度一般为15%～30%，寿命为3～5年，充电电流一般不超过0.5 C。镉镍蓄电池在空间应用时，一般最佳工作温度为0～15℃，具体设计时，应根据型号具体情况确定。镉镍蓄电池存在记忆效应，必要时应进行在轨再处理，以恢复电池的活性。镉镍蓄电池过放电时，在镍电极上产生氢气，由于电池内部活性物质消耗氢气的能力有限，氢气压力逐渐增加，因此镉镍蓄电池要严防过放电，避免电池过早失效。
氢镍蓄电池是第二代航天器用储能装置，广泛应用于高、中、低轨道航天器。氢镍蓄电池具有较长的循环寿命、较好的低温特性、较好的过充电保护能力和独特的过放电保护特性等特点。单体电池电压标称值为1.25 V，质量比能量一般可达50～65 Wh/kg，体积比能量较低，一般在90 Wh/L左右。氢镍蓄电池在高轨道航天器上使用时，放电深度一般为70%～80%，寿命为8～15年，充电电流通常不超过0.2 C；氢镍蓄电池在低轨道航天器上使用时，放电深度一般为30%～40%，寿命为3～5年，充电电流通常不超过0.5 C。当轨道有差异时，使用时应进行特定条件下的测试。氢镍蓄电池一般最佳工作温度为-5～15℃，具体设计时，应根据型号具体情况确定。氢镍蓄电池自放电较大，组合体积较大。氢镍蓄电池多为IPV结构（独立压力容器），每个电池只有一个极组，独立压力容器为高压容器，内部压力值约为6 MPa，安全系数不低于2.5。氢镍蓄电池中，氢气压力的大小可较准确地反映蓄电池的容量，其充电过程可采用压力控制方式。因正极活性物质NiOOH与负极活性物质氢气无法隔离，造成氢镍蓄电池自放电较大。过充电时，电能转化为热能，造成电池温度升高，高温会降低蓄电池充电效率，导致温度持续上升。过放电至稳定状态时，氢镍蓄电池中压力不变，电压稳定在-0.2～-0.3 V，电池温度无变化，可允许长时间过放电。
锂离子蓄电池为应用于航天用蓄电池的第三代储能产品。基本概念始于20世纪70年代提出的摇椅式电池，常见的锂离子蓄电池主要由正极、负极、隔膜、电解液、外壳以及各种绝缘、安全装置组成。正极一般为锂嵌入化合物（intercalation compounds），常用的材料有LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2等；负极一般为可以发生可逆的脱锂和嵌锂，并且氧化还原电位尽可能低的材料，常用的负极材料有石墨、MCMB、硅基负极材料、锡基负极材料、钛氧基化合物负极材料和复合负极材料等。目前空间用锂离子蓄电池主要为20～50 Ah，比能量为130 Wh/kg左右，最新研究的高密度NCA体系圆柱电池能量密度为160～210 Wh/kg。
锂离子蓄电池的体积能量密度和质量能量密度分别可达镉镍电池的2.5倍，氢镍电池的1.8倍。随着新型正负极材料的开发应用及电池工艺的优化改进，锂离子蓄电池的能量密度仍在不断提高。锂离子蓄电池的工作电压高，如磷酸铁锂电池的工作电压一般为3.7 V，而普通氢镍、镉镍蓄电池的工作电压仅1.2 V，铅酸蓄电池的正常工作电压也只有2 V。这就意味着同样的电压条件下，采用锂离子蓄电池将大大减少单体电池的使用数量。随着对比能量指标要求的提升和使用需求的提高，锂离子蓄电池采用高容量正极、高电压正极和高容量负极的改良方案后，比能量逐步逼近300 Wh/kg的极限，目前的发展技术路线已经形成三元材料正极、高容量Si负极等多种多样的锂离子蓄电池。
我国空间用锂离子蓄电池已形成型谱化产品，并得到成功在轨应用。与氢镍、镉镍蓄电池不同的是，锂离子蓄电池一般采用并联的方式进行容量扩展。按照电池容量不同，种类已涵盖10 Ah、15 Ah、20 Ah、25 Ah、30 Ah、45 Ah和50 Ah等。