电池百科：了解电池的性能参数与广泛应用

电池（）是指盛有电解质溶液与金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的一部分，是一种能把化学能转化为电能的装置，有正极和负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置，如太阳能电池等。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能、电阻等。利用电池作为能源，可以获得电压稳定、电流稳定、可长期稳定供电、受外界影响小的电流。另外电池结构简单，携带方便，充放电方便，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活的各个方面发挥着巨大的作用。

电池百科

电池（）是指盛有电解质溶液与金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的一部分，是一种能把化学能转化为电能的装置，有正极和负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置，如太阳能电池等。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能、电阻等。利用电池作为能源，可以获得电压稳定、电流稳定、可长期稳定供电、受外界影响小的电流。另外电池结构简单，携带方便，充放电方便，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活的各个方面发挥着巨大的作用。

原则

化学电池是利用电池内部自发的氧化还原化学反应，在两电极上将化学能直接转化为电能。负极活性物质由电位较负、在电解液中稳定的还原剂组成，如锌、镉、铅等活性金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正、在电解液中稳定的氧化剂组成电池网，如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物、氧气或空气、卤素及其盐、含氧酸及其盐等。电解液是具有良好离子导电性的物质，如酸、碱、盐的水溶液，有机或无机非水溶液，熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时，虽然两极之间存在电位差（开路电压），但没有电流，电池中储存的化学能并不转化为电能。 当外电路闭合时，电流在两电极电位差的作用下，在外电路中流动。同时，在电池内部，由于电解液中没有自由电子，电荷的转移必须伴随着两极活性物质与电解液界面的氧化或还原反应，以及反应物和反应产物的物质迁移。电解液中电荷的转移也是通过离子的迁移来完成的。因此，电池内部正常的电荷转移和物质转移过程是保证电能正常输出的必要条件。充电时，电池内部的功率和质量传递过程的方向刚好与放电时相反；电极反应必须是可逆的，才能保证反方向的质量传递和功率传递过程的正常进行。因此，电极反应的可逆性是蓄电池形成的必要条件。G为吉布斯反应自由能增量（焦耳）；F为法拉第常数=96500库仑=26.8安培小时； n为电池反应当量数，这是电池电动势与电池反应的基本热力学关系，也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程。实际上，当电流流过电极时，电极电位会偏离热力学平衡电极电位，这种现象称为极化。电流密度（单位电极面积上通过的电流）越大，极化越严重。极化是电池能量损失的重要原因之一。

造成两极分化的原因有三：

①电池内各部分由于电阻的存在而引起的极化称为欧姆极化；

②由于电极-电解质界面处电荷传输受阻而引起的极化称为活化极化；

③由于电极-电解质界面处传质过程缓慢而引起的极化称为浓度极化。减小极化的途径是增大电极反应面积、降低电流密度、提高反应温度和提高电极表面的催化活性。