本书详细介绍中国科学院上海微系统与信息技术研究所新能源技术中心电池(化学电源)课题组利用X射线等实验方法研究氢镍和锂离子两类绿色电池活性材料晶体结构、精细结构和微结构及其在电池活化、充放电、循环寿命实验和储存等电极过程中的变化规律，并把这些变化与电池性能紧密联系起来，揭示这类化学电源体系中的化学物理现象，提出和阐明这类绿色电池充放电过程导电的脱嵌理论以及在其他各种电极过程（如循环、储存）中的物理机理。全书分六部分，共22章。第一部分（第1、2章），介绍主要实验方法和衍射数据处理的主要方法；第二部分（第3～8章）是活性材料的X射线表征；有关电池活化和充放电过程归入第三部分(第9～12章)，描述了三类电池充放电过程的脱嵌理论和导电机理；第四部分（第13～17章）是三类电池循环寿命实验的电极过程机理；关于电池储存过程机理归入第五部分（第18～20章）；第六部分(第21、22章)从实际应用和理论两个方面对全书进行总结。