同一块电瓶，在满电时和亏电时，重量是否一样？
电是我们日常生活中常见的能源形式，无论是照明、使用电器，还是给手机、汽车充电，我们关心的都是用了多少电、充多长时间。其实电能的计量单位是千瓦时，和标准能量单位焦耳有对应的换算关系，但是我们没听说过用重量单位来表示电能的大小。那我们来分析一下电有质量吗？
常见电池类型及其工作原理
电池的使用历史可以追溯到18世纪末，当时人们已经能够制造出储存静电的装置，从此拉开了人类直接控制和利用“电能”的序幕。1799年，伏特做了一个实验，将锌板和银板分别放在盐水中，测试出电流通过两块金属板，从而发明了人类历史上真正的电池。在随后的日子里，科学家们进行了大量的实验，通过更换电解质和电极材料，对“原始电池”进行了诸多改进和优化。1887年，英国科学家赫勒森将电解质换成胶状物质，从而发明了最早的干电池，为电池的广泛应用奠定了坚实的基础。
电池是一种能将化学能、光能等能量形式转换成电能的装置。电池按能量转换方式可分为化学电池、光电池等。我们日常生活中常见的电池大多是化学电池，也叫干电池。
在化学电池中，按其工作性质可分为一次电池、充电电池、铅酸电池、燃料电池等。
原电池：在化学电池中，原电池应用最为广泛，当其电量耗尽后，就不能再充电，主要有碱锰电池、锌锰电池、锂电池、银锌电池等。其主要工作原理是：正极采用碳棒为材料，碳棒外面包裹着石墨和二氧化锰的混合物，混合物内有一层纤维网，纤维网外涂有较厚的由氯化铵和淀粉组成的电解质胶体，最后一层是用锌层做成的圆柱形包裹物，作为负极。当电池放电时，氯化铵和锌发生电解反应，放出一定量的电荷通过中间的石墨传导至碳棒，从而通过闭合电路完成电荷的转移。
充电电池：目前市场上最常用的环保充电电池是镍氢电池，其正极为氢氧化镍，负极为储氢合金，即在一定条件下能吸收氢气，在一定条件下能释放氢气的合金材料，通常为钛、锆、铁或稀土合金。镍氢充电电池的电解液采用氢氧化钾溶液。其主要工作原理是：充电时，储氢合金在电流作用下析出氢气并储存在电池内部，而相应的正极则由氢氧化镍转化为氢氧化镍和水，在此过程中吸收电子，储存电能。放电时，电子丢失，负极处的储氢合金消耗充电时产生的氢气，正极也由氢氧化镍转化为氢氧化镍。
铅酸电池：其实严格来说这也是一种可充电电池，但其结构与常用的镍氢电池有很大区别，所以单独归类。铅酸电池正极的主要成分是二氧化铅，负极的主要成分是铅，电解液的主要成分是稀硫酸。它的主要工作原理是：放电时，作用与干电池相同，两极发生氧化还原反应，生成硫酸铅。在此过程中，负极上的电子通过电路进入正极，形成电流。充电时，它充当电解池的作用，正负极上的硫酸铅被还原为硫酸、铅和氧化铅，负极上有氢气生成，正极上有氧气生成。电解液中硫酸浓度逐渐升高，电池两端电压逐渐升高，达到储存电能的目的。
燃料电池：它的正负极不像其他电池那样含有活性物质，而只是起化学反应的催化转换作用。它的正极是燃料极，负极是空气极，中间的介质是由能形成离子导体的电解质板构成。它的主要工作原理是：通过特定的辅助装置，将燃料和空气分别输送到燃料电池的正极和负极，燃料气体中的氢分解为H元素和自由电子，其中H通过电解质与空气中的氧化剂发生化学反应，自由电子经回路回到负极形成电流。
电有质量吗？
从传输的角度看，电流与空气中气体、液体的流动类似，本质上是导线中原子电子在电位差作用下进行能级跃迁，脱离原子核的束缚，将其携带的能量逐个、逐层向外推移。如果只考虑电子的转移，电流在零电阻的导体中流动，本身不会做功，因此不存在能量的损失。在这个封闭系统中，电荷的转移和流通不会引起总能量的变化，因此不存在质量的变化。
如果电流在有电阻的导体中流动，根据爱因斯坦的质能方程，凡是发生能量变化的系统，其总质量都要变化。其对应关系为：E=m*c^2。从静态来看，这种质量与能量的关系表达的是一种纯粹的对应关系，即一个物体有一定质量，就相当于该物体具有相应量的能量。如果发生质量损失，那么相应的能量就一定会释放出来。我们利用核能发电，就是利用了放射性物质在核裂变时，产生一定质量损失的原理，转化成巨大的能量。相应的，如果物体释放了能量，那么它自身的能量也会相应的减少，表现为质量损失。
那么当我们使用电池供电的时候，所转化的能量将全部来自于电池本身。不管电池的储电原理是利用化学能还是光能，电池都是通过一定的反应来转化其内部能量的。内部能量减少的多少与外界从其获得的能量成正比，这就是能量守恒定律。根据质能方程的对应关系，电池在充满电和耗尽电能时，其内部能量会存在一定的差异，这个差异就是我们从电池中获得的总能量。所以从质量与能量的对应关系来看，电是具有质量的。
电池充满电时和电量低时的质量较差
以常用的12V/150AH铅酸电池为例，12V是它的工作电压，150AH就是指在150安培的电流下，可以连续放电1小时，那么它总共可以存的电量就是150*12=1800度电，也就是半度电。
1千瓦时的电能总能量为W=P*t=1千瓦*1小时=1000瓦*3600秒=3.6*10^6焦耳，如果以可以充满电为前提，也就是充电效率100%来计算，这块电池充满电后能容纳的电能量为：0.5*3.6*10^6=1.8*10^6焦耳。
通过爱因斯坦的质能方程，我们可以计算出这些电能完全损失所对应的质量损失量：
△m=△E/c^2=1.8*10^6/(3*10^8)^2=2*10^(-11)千克。
因此我们可以得出一个结论，一块12V/150AH的铅酸电池充满电后的质量会比全部放出电能时增加2*10^(-11)kg，当然这个数值是无法用普通的仪器测出来的。
综上所述
根据爱因斯坦质能方程列出的物体质量与能量的对应关系，当物体释放出一定量的能量时，该物体的总能量就会相应损失。因此严格地说，铅酸电池在充满电和完全放完电之后，其质量变化是非常微小的。