每天都在用的电池，你知道它的工作原理吗？
简单来说，电池就是将化学能、光能、热能、核能等直接转化为电能的装置。 如化学电池、太阳能电池、热电电池、核电池等。其中化学电池通常简称为蓄电池。
化学电池工作时，电池通过外电路从正极流向负极。 在电解液中，正离子和负离子分别迁移到两个电极，电流从负极流向正极。 这称为电池的放电。 放电时，电池的两个电极上都会发生化学反应，放电过程持续进行，直到电路断开或其中一种化学反应物质耗尽。
电池的一个重要性能参数是其电动势，它等于单位正电荷通过内部从负极移动到正极时，电池中的非静电力（化学力）所做的功。电池的。 电动势取决于电极材料的化学性质，与电池的尺寸无关。 电池放电后，由于电极上发生化学反应，产生氧气等不导电气体覆盖电极表面，电动势立即降低。 这称为电池的极化现象。 可以通过去极化剂等方法消除极化。
电池的另一个性能参数是其内阻。 电池的电极面积越大，内阻越小。 电池的能量存储是有限的。 电池能够输出的总电量称为其容量，通常以安培小时来衡量。 它也是电池的一个性能参数。 电池的容量与电极材料的量即电极的体积有关。
实用的化学电池可分为两种基本类型：原电池和蓄电池。
原来的电池制成后可以产生电流，但放电后就被丢弃了。 该电池也称为二次电池。 使用前必须充电。 充电后即可放电使用。 放电完毕后，可以再次充电。 电池充电时，电能转化为化学能； 当它放电时，化学能转化为电能。
原电池
在湿电池的历史上，1836年发明的丹尼尔电池和1865年左右发明的勒克朗谢电池都是湿电池。 在丹尼尔电池中，负极是浸入硫酸锌溶液中的锌电极，正极是浸入硫酸铜溶液中的铜电极。 将两种溶液放在同一个容器中，中间用多孔陶杯隔开。 它使得两种溶液难以混合并且离子可以自由通过。 在锌极处，锌原子变成锌离子进入溶液，使锌极带负电； 在铜极处，溶液中的铜离子沉积在铜极上，使铜带极正电。
早期人们使用的是这种充满电解液的原电池，但如今大量使用干电池，电解液被吸收在膏体中。 这是勒克朗谢电池的改进。
最常用的干电池之一是碳锌干电池。 负极是锌制成的圆柱体，里面含有作为电解质的氯化铵、少量氯化锌制成的糊状电解质、惰性填料和水。 正极是一块碳，周围是与二氧化锰混合的糊状电解质。 伟大的。 电极反应为：负极的锌原子变成锌离子（Zn++）并释放电子，正极的铵离子（NH4+）接受电子变成氨和氢。 二氧化锰用于驱除氢气以消除极化。 电动势约为 1.5 伏。
电池的种类很多，其共同特点是可以进行多次充放电循环，并可反复使用。
铅酸电池是最常用的。 极板是由铅合金制成的板栅，电解液是稀硫酸。 两个板都覆盖有硫酸铅。 但充电后，正极板上的硫酸铅转化为二氧化铅，负极板上的硫酸铅转化为金属铅。 放电过程中，会发生相反方向的化学反应。
铁镍电池也称为爱迪生电池。 与铅酸电池属于酸性电池不同，铁镍电池的电解液是碱性氢氧化钾溶液，属于碱性电池。 正极为氧化镍，负极为铁。 它的优点是重量轻、寿命长、易于维护，但缺点是效率不是很高。
镍镉电池的正极为氢氧化镍，负极为镉，电解液为氢氧化钾溶液。 充放电的化学反应是其具有重量轻、抗震、寿命长的优点，常用于小型电子设备中。
银锌电池的正极是氧化银，负极是锌，电解液是氢氧化钾溶液。 充电和放电的化学反应是。 银锌电池比能量大，能放电大电流，抗震。 它们用作太空导航、人造卫星、火箭等的动力源。充放电循环次数可达约100至150次。 其缺点是价格昂贵、使用寿命短。
燃料电池是一种将燃料燃烧过程中释放的化学能直接转化为电能的装置。 与电池的不同之处在于，它可以从外部不断地向两个电极区域补充燃料和氧化剂，而无需充电。 燃料电池由四部分组成：燃料（如氢气、甲烷等）、氧化剂（如氧气和空气等）、电极和电解质。 其电极具有催化性能，并具有多孔结构，保证了较大的活性面积。 工作时，燃料通入负极，氧化剂通入正极。 它们各自在电极的催化下进行电化学反应以获得电能。
燃料电池将燃烧反应释放的能量直接转化为电能，因此其能量利用率高，约等于热机效率的两倍以上。 此外，它还具有以下优点：①设备重量轻； ②无噪音、污染少； ③ 可连续运行； ④单位重量输出功率高。 因此，它已被应用于航天导航，并在军事和民用各个领域显示出广阔的应用前景。
太阳能电池是将太阳光能转化为电能的装置。 当阳光照射在其上时，会产生端电压并获得电流。 人造卫星和航天器中使用的太阳能电池由半导体制成（常用硅光伏电池）。 当阳光照射到太阳能电池表面时，半导体 PN 结两侧会形成电势差。
热电电池的两种金属连接成闭合电路，当两个接头保持在不同的温度时，就会产生电动势，即热电电动势。 这称为塞贝克效应。 这种装置称为热电偶或热电偶。 金属热电偶产生的温差电动势较小，常用于测量温差。 然而，当热电偶串联形成热电堆时，也可以用作小功率电源，称为热电电池。 由半导体材料制成的热电电池具有很强的热电效应。
核电池是直接将核能转化为电能的装置（目前的核发电装置是利用核裂变能加热蒸汽驱动发电机发电，不能将核裂变时释放的核能直接转化为电能）。 典型的核电池由发射β射线（高速电子流）的放射源（例如锶90）、收集这些电子的集电器以及电子从放射源传递到电流的绝缘体组成。集电极。 放射源的一端因失去负电荷而成为正极，集电体的一端获得负电荷而成为负极。 放射源和集电器两端的电极之间产生电位差。 这种核电池产生高电压但电流很小。 用于人造卫星、探测航天器，可长期使用。