電池（Battery）指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容器的部分空間，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。具有正極、負(fù)極之分。隨著科技的進(jìn)步，電池泛指能產(chǎn)生電能的小型裝置。如太陽能電池。電池的性能參數(shù)主要有電動勢、容量、比能量和電阻。利用電池作為能量來源，可以得到具有穩(wěn)定電壓，穩(wěn)定電流，長時間穩(wěn)定供電，受外界影響很小的電流，并且電池結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，充放電操作簡便易行，不受外界氣候和溫度的影響，性能穩(wěn)定可靠，在現(xiàn)代社會生活中的各個方面發(fā)揮有很大作用。

1746年，荷蘭萊頓大學(xué)的馬森布羅克在發(fā)明了收集電荷的“萊頓瓶”。因為他看到好不容易收集的電卻很容易地在空氣中逐漸消失，他想尋找一種保存電的方法。有一天，他用一支槍管懸在空中，用起電機(jī)與槍管連著，另用一根銅線從槍管中引出，浸入一個盛有水的玻璃瓶中，他讓一個助手一只手握著玻璃瓶，馬森布羅克在一旁使勁搖動起電機(jī)。這時他的助手不小心將中另一只手與槍管碰上，他猛然感到一次強(qiáng)烈的電擊，喊了起來。馬森布羅克于是與助手互換了一下，讓助手搖起電機(jī)，他自己一手拿水瓶子，另一只手去碰槍管。

1780年，意大利解剖學(xué)家伽伐尼（LuigiGalvani）在做青蛙解剖時，兩手分別拿著不同的金屬器械，無意中同時碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到電流的刺激，而如果只用一種金屬器械去觸動青蛙，就無此種反應(yīng)。伽伐尼認(rèn)為，出現(xiàn)這種現(xiàn)像是因為動物軀體內(nèi)部產(chǎn)生的一種電，他稱之為“生物電”。

伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了物理學(xué)家們極大興趣的，他們競相重復(fù)枷伐尼的實驗，企圖找到一種產(chǎn)生電流的方法，意大利物理學(xué)家伏特在多次實驗后認(rèn)為：伽伐尼的“生物電”之說并不正確，青蛙的肌肉之所以能產(chǎn)生電流，大概是肌肉中某種液體在起作用。為了論證自己的觀點，伏特把兩種不同的金屬片浸在各種溶液中進(jìn)行試驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這兩種金屬片中，只要有一種與溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，金屬片之間就能夠產(chǎn)生電流。

1799年，意大利物理學(xué)家伏特把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過。于是，他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片，平疊起來。用手觸摸兩端時，會感到強(qiáng)烈的電流刺激。伏特用這種方法成功地制成了世界上第一個電池──“伏特電堆”。這個“伏特電堆”實際上就是串聯(lián)的電池組。它成為早期電學(xué)實驗，電報機(jī)的電力來源。

1836年，英國的丹尼爾對“伏特電堆”進(jìn)行了改良。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，制造出第一個不極化，能保持平衡電流的鋅─銅電池此后，這些電池都存在電壓隨著使用時間延長而下降的問題。

當(dāng)電池使用一段時間后電壓下降時，可以給他通以反向電流，使電池電壓回升。因為這種電池能充電，可以反復(fù)使用，所以稱它為“蓄電池”。

也是在1860年，法國的雷克蘭士（GeorgeLeclanche）還發(fā)明了世界廣受使用的電池（碳鋅電池）的前身。它的負(fù)極是鋅和汞的合金棒（鋅－伏特原型電池的負(fù)極，經(jīng)證明是作為負(fù)極制作材料的最佳金屬之一），而它的正極是以一個多孔的杯子盛裝著碾碎的二氧化錳和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作為電流收集器。負(fù)極棒和正極杯都被浸在作為電解液的氯化銨溶液中。此系統(tǒng)被稱為“濕電池”。雷克蘭士制造的電池雖然簡陋但卻便宜，所以一直到1880年才被改進(jìn)的“干電池”取代。負(fù)極被改進(jìn)成鋅罐（即電池的外殼），電解液變?yōu)楹隣疃且后w，基本上這就是現(xiàn)在我們所熟知的碳鋅電池。

1887年，英國人赫勒森發(fā)明了最早的干電池。干電池的電解液為糊狀，不會溢漏，便于攜帶，因此獲得了廣泛應(yīng)用。

1890年愛迪生（ThomasEdison）發(fā)明可充電鐵鎳電池。

在化學(xué)電池中，化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進(jìn)行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，這種反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行。負(fù)極活性物質(zhì)由電位較負(fù)并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳?xì)浠衔锏取Ｕ龢O活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物，氧或空氣，鹵素及其鹽類，含氧酸及其鹽類等。電解質(zhì)則是具有良好離子導(dǎo)電性的材料，如酸、堿、鹽的水溶液，有機(jī)或無機(jī)非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。當(dāng)外電路斷開時，兩極之間雖然有電位差（開路電壓），但沒有電流，存儲在電池中的化學(xué)能并不轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)外電路閉合時，在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內(nèi)部，由于電解質(zhì)中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應(yīng)，以及反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來完成。因此，電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時，電池內(nèi)部的傳電和傳質(zhì)過程的方向恰與放電相反；電極反應(yīng)必須是可逆的，才能保證反方向傳質(zhì)與傳電過程的正常進(jìn)行。因此，電極反應(yīng)可逆是構(gòu)成蓄電池的必要條件。G為吉布斯反應(yīng)自由能增量（焦）；F為法拉第常數(shù)=96500庫=26.8安·小時；n為電池反應(yīng)的當(dāng)量數(shù)。這是電池電動勢與電池反應(yīng)之間的基本熱力學(xué)關(guān)系式，也是計算電池能量轉(zhuǎn)換效率的基本熱力學(xué)方程式。實際上，當(dāng)電流流過電極時，電極電勢都要偏離熱力學(xué)平衡的電極電勢，這種現(xiàn)象稱為極化。電流密度（單位電極面積上通過的電流）越大，極化越嚴(yán)重。極化現(xiàn)象是造成電池能量損失的重要原因之一。

極化的原因有三：

①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化；

②由電極－電解質(zhì)界面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化；

③由電極－電解質(zhì)界面層中傳質(zhì)過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應(yīng)面積、減小電流密度、提高反應(yīng)溫度以及改善電極表面的催化活性。

干電池

干電池也叫錳鋅電池，所謂干電池是相對于伏打電池而言，所謂錳鋅是指其原材料。針對其它材料的干電池如氧化銀電池，鎳鎘電池而言。錳鋅電池的電壓是15V。干電池是消耗化學(xué)原料產(chǎn)生電能的。它的電壓不高，所能產(chǎn)生的持續(xù)電流不能超過1安培。

鉛蓄電池

蓄電池是應(yīng)用最廣泛的電池之一。用一個玻璃槽或塑料槽，注滿硫酸，再插入兩塊鉛板，一塊與充電機(jī)正極相連，一塊與充電機(jī)負(fù)極相連，經(jīng)過十幾小時的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負(fù)極之間有2伏的電壓。蓄電池的好處是可以反復(fù)多次使用。另外，由于它的內(nèi)阻極小，所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發(fā)動機(jī)供電，瞬時電流可達(dá)20多安培。蓄電池充電時是將電能貯存起來，放電時又把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。