电池的工作原理是什么
电池的工作原理如下：
在化学电池中，化学能直接转化为电能是电池内部氧化、还原等自发化学反应的结果。 该反应在两个电极上进行。
负极活性物质由具有负电位且在电解液中稳定的还原剂组成，例如锌、镉、铅等活性金属以及氢或碳氢化合物。 正极活性物质由具有正电位且在电解液中稳定的氧化剂组成，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。 。 电解质是具有良好离子电导率的材料，如酸、碱、盐的水溶液，有机或无机非水溶液，熔盐或固体电解质等。
当外部电路断开时，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没有转化为电能。 当外电路闭合时，由于两个电极之间存在电位差，电流流过外电路。 同时，在电池内部，由于电解液中没有自由电子，电荷的转移必然伴随着双极性活性材料与电解液界面处的氧化或还原反应，以及物质的迁移。反应物和反应产物。 电解质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，电池内部的电力和传质过程的方向与放电时正好相反； 电极反应必须是可逆的，以保证相反方向的质量和电力传递过程的正常进行。
因此，可逆电极反应是形成电池的必要条件。 G为吉布斯反应自由能增量（焦耳）； F为法拉第常数=96500库=26.8A·小时； n为电池反应当量数。 这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系，也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程。
事实上，当电流流过电极时，电极电势偏离热力学平衡电极电势。 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。 极化现象是电池能量损失的重要原因之一。
极化的原因有以下三个：
①电池内各部分电阻引起的极化称为欧姆极化；
②电极-电解质界面层电荷转移过程受阻而引起的极化，称为活化极化；
③电极-电解质界面层由于传质过程缓慢而引起的极化称为浓差极化。 减少极化的方法有增加电极反应面积、降低电流密度、提高反应温度和提高电极表面的催化活性。
扩展信息：
常见的电池包括：
1、干电池
干电池也称为锰锌电池。 所谓干电池是相对于伏打电池来说的，所谓锰锌是指其原材料。 适用于氧化银电池、镍镉电池等其他材料制成的干电池。 锰锌电池的电压为15V。 干电池消耗化学原料来产生电能。 它的电压不高，能产生的连续电流不能超过1安培。
2.铅酸电池
该电池是应用最广泛的电池之一。 使用玻璃或塑料罐，填充硫酸，并插入两块铅板。 一个连接到充电器的正极，另一个连接到充电器的负极。 充电十多个小时后，电池就形成了。 它的正极和负极端子之间有 2 伏电压。
电池的优点是可以重复使用。 另外，由于其内阻极小，因此可以提供很大的电流。 用它为汽车发动机提供动力，瞬时电流可达20安以上。 电池在充电时储存电能，在放电时将化学能转化为电能。
3、锂电池
以锂为负极的电池。 它是20世纪60年代后发展起来的新型高能电池。 根据所使用的电解液分为：
①高温熔盐锂电池；
②有机电解质锂电池；
③无机非水电解质锂电池；
④固体电解质锂电池；
⑤锂水电池。
锂电池的优点是单格电压高、比能量大、储存寿命长（可达10年）、高低温性能好，可在-40~150℃使用。 缺点是价格昂贵，而且不太安全。 此外，电压滞后和安全问题也需要改善。 大力发展动力电池和新型正极材料的出现，特别是磷酸铁锂材料的发展，对锂电池的发展有很大帮助。
4.水果电池
水果电池是一种利用水果中的化学物质与金属片发生反应来发电的电池。
水果电池的发电原理是：两种金属片的电化学活性不同。 较活泼的金属片可以置换水果中酸性物质的氢离子。 由于正电荷的产生，整个系统需要保持稳定（或者产生电荷，从而导致以下结果）。
因此，在形成原电池时，环路中的自由电子维持了系统的稳定性。 这样，从理论上讲，电流的大小与果酸的浓度有直接关系。 （如果要表达为函数关系的话，那么这个函数实际上是与离子强度相关的，有定量的关系，而和离子浓度有定性的关系）。 在这种情况下，如果环路的长度发生变化，必然会引起环路的变化，因此也会引起电压的变化。
参考：
百度百科-水果电池
电池正极材料为钴酸锂（），负极材料为石墨（C）
1、充电时，在外部电场的影响下，正极材料分子中的锂元素脱离，变成带正电的锂离子（Li+）。 在电场力的作用下，它从正极移动到负极并与负极连接。 碳原子发生化学反应生成LiC6，因此从正极跑出的锂离子“稳定”嵌入负极的石墨层状结构中。
从正极逸出并转移到负极的锂离子越多，电池可以存储的能量就越多。
2、放电时则相反。 内部电场翻转，锂离子（Li+）脱离负极，沿电场方向跑回正极，再次变成钴酸锂分子（）。 从负极逸出并转移到正极的锂离子越多，电池释放的能量就越多。
在每次充放电循环过程中，锂离子（Li+）作为电能的载体，从正极到负极再到正极来回移动，与正负极材料发生化学反应，转化为化学能和电能相互转化。 实现电荷的转移，这就是“锂离子电池”的基本原理。
由于电解液、隔离膜等都是电子的绝缘体，因此在这个循环过程中，正负极之间没有电子来回运动。 它们只参与电极的化学反应。
扩展信息
普通电池
1、锌锰干电池
锌锰电池具有原料来源丰富、工艺简单、价格便宜、使用方便等优点，已成为应用最广泛的电池类型。 锌锰电池以锌为负极，二氧化锰为正极。 根据基本结构，锌锰电池可制成圆柱型、纽扣型和扁平型等形状。 扁平电池不能单独使用，可以组合成叠层电池（组）。 锌锰电池根据所用电解液的不同分为三种：
(1)铵锌锰电池：电解液主要是氯化铵，含有少量氯化锌。
(2)锌型锌锰电池：又称高功率锌锰电池，电解液为氯化锌。 具有耐漏电性能好、大功率放电、能量密度高等优点。 它是第二种锌锰电池。 第一代产品于 20 世纪 70 年代初在德国首次推出。 与铵型电池相比，锌型电池长时间放电时不会产生水，因此电池不易漏液。
（3）碱性锌锰电池：这是锌锰电池的第三代产品，具有大功率放电性能好、能量密度高、低温性能好等优点。
锌锰电池的额定开路电压为1.5V，实际开路电压为1.5-1.8V。 其工作电压与放电负载有关。 负载越重或放电电阻越小，闭路电压越低。 当用于手电筒照明时，典型的终止电压为0.9V，一些无线电允许电压降至0.75V。
2、锂原电池
又称锂电池，是以金属锂为负极的电池的总称。 锂的负极电位最大，相对分子质量最小，导电性良好。 可制成系列高能电池，储存寿命长，工作温度范围宽。
根据电解质和正极材料的物理状态，锂电池可分为三种不同类型，即：固体正极-有机电解质电池、液体正极-液体电解质电池、固体正极-固体电解质电池。 Li-(CF)n的开路电压为3.3V，比能量为480W·h·L-1，工作温度在-55~70℃之间，20℃下可保存10年！
它们都是新开发的产品，主要应用于军事、航天技术等特殊领域。 它们还用于微型和低功耗应用，例如起搏器。 锂电池与锂离子电池不同。 前者是一次电池，后者可以反复充电。
3. 电池
电池在放电过程中是一次电池反应。 这种类型的电极反应需要电解质溶液的参与。 如果能够清楚地分析出电解质溶液是否参与电极反应，那么负极的电极反应式和正极的电极反应式的书写就很容易解决了。
参考：
你想问电流是如何流动的，对吗？ 其实很简单。 以日常生活中使用的干电池为例。 其本质是发生化学反应。 负极反应失去电子，正极反应获得电子。 只要通过介质（电线）连接正负极，就实现了供需平衡。 学过化学的人都知道，化学反应的速率可以通过人工手段来控制。 向反应罐中添加一些物质会减慢反应速度。 例如，如果一颗核弹需要一百年才能爆炸，那么它就成为一座核电站。 只要负极失去电子，正极就会不断获得电子，从而产生电流。 为什么会得到电子？ 因为重力，亲爱的。 电流通过每单位时间通过的电荷数量来量化。 电荷越多，它携带的能量就越多。 当有足够的时候，可以利用电器将其转化为其他能量，就可以玩耍、洗热水澡了。 事实上，正极需要电子才能使电器工作。 顺便说一句，电压描述了一种相当于物理的势能。 比如，你站在一楼，往下扔一个花盆，和站在东方明珠塔上，效果是不一样的。 这就是为什么水果电池不能当作5号电池使用的原因，因为水果电池的正极不需要AA电池那么多的电子，所以小灯泡之类的可以省去。 而且，当我还是学生的时候，我总是搞不清电流的方向。 电子是带负电的粒子。 被负极隔开是不安全的。 正极不仅需要它，还吃肉。 如果你是电子，走不走？ 因此电子必须流向需要它们的正极。 也不是不可能说是从正极流向负极，因为电流是用正数来表示的，对吧，所以从正极到负极的方向是合理的。 这是逻辑上的转变，本质没有改变。 学生时代不明白的事，现在都明白了。 以上内容很搞笑，仅供参考。
一、发展与分类
“锂电池”是指采用锂金属或锂合金作为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
锂电池首先用于起搏器。 锂电池具有极低的自放电率和平缓的放电电压等优点，可以让植入人体的起搏器无需充电即可长时间运行。 锂电池一般标称电压高于3.0伏，更适合用作集成电路电源。 二氧化锰电池广泛用于计算器、数码相机和手表。
为了开发性能更好的品种，对各种材料进行研究，创造出前所未有的产品。
锂金属电池由N.Lewis于1912年首次提出并研究。
20世纪70年代，MS提出并开始研究锂离子电池。
1992年，索尼成功开发出锂离子电池。 它的实用性大大减轻了人们的手机、笔记本、计算器等便携式电子设备的重量和体积。
由于金属锂的化学性质非常活跃，因此金属锂的加工、储存和使用对环境要求非常高。 随着科技的发展，锂电池已经成为主流。
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。
锂离子电池不含金属锂，可充电。 充电电池的第五代产品——锂金属电池，诞生于1996年，其安全性、比容量、自放电率和性价比均优于锂离子电池。 由于其本身技术要求较高，目前只有少数国家的公司在生产这种锂金属电池。
2、工作原理
1、锂金属电池
一般电池采用二氧化锰作为正极材料，金属锂或其合金金属作为负极材料，并使用非水电解质溶液。
放电反应：Li+MnO2=
2.锂离子电池：
锂离子电池一般采用锂合金金属氧化物作为正极材料，石墨作为负极材料，非水电解液。
充电正极发生的反应为
=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(电子)
充电时负极发生的反应为
6C+xLi++xe- = LixC6
充电电池总反应：+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
三、特点
高能量密度锂离子电池的重量是同容量镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉电池的20-30%，镍氢电池的35-50% 。
电压高 锂离子电池芯的工作电压为3.7V（平均值），相当于三节串联的镍镉或镍氢电池。
无污染锂离子电池不含镉、铅、汞等有害金属物质。
不含金属锂的锂离子电池不含金属锂，因此不受禁止客机运输锂电池等飞机运输法规的限制。
循环寿命高 正常情况下，锂离子电池的充放电循环次数可超过500次，磷酸铁锂可达2000次。
无记忆效应 记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中电池容量下降的现象。 锂离子电池不存在这种效应。
快速充电采用额定电压4.2V的恒流恒压充电器，1.5-2.5小时即可将锂离子电池充满； 新开发的磷酸铁锂电池已经可以在35分钟内充满电。
3、优缺点分析
1.优点
(1)能量较高。 存储能量密度高，达到460-600Wh/kg，约为铅酸电池的6-7倍；
(2)使用寿命长，使用寿命可达6年以上。 以磷酸铁锂为正极的电池具有1C（100%DOD）充放电记录，可使用10000次；
（3）额定电压高（单节工作电压为3.7V或3.2V），约等于三节镍镉或镍氢充电电池串联电压，易于组电电池组； 锂电池可通过新型锂电池电压调节技术将电压调整至3.0V，以适应小电器的使用。
（4）功率续航能力高，其中电动汽车用磷酸铁锂锂离子电池可达到15-30C的充放电能力，有利于高强度的启动和加速；
(5)自放电率很低，这是这种电池最突出的优点之一。 一般可低于1%/月，不到镍氢电池的1/20；
（6）重量轻，重量约为同体积铅酸产品的1/6-1/5；
(7)对高低温适应性强，可在-20℃--60℃环境下使用。 加工后可在-45℃环境下使用；
（八）绿色环保。 无论生产、使用和处置，都不含有或产生任何有毒有害的重金属元素和铅、汞、镉等物质。
（9）生产基本不消耗水，这对缺水的我国非常有利。
比能是指单位重量或单位体积的能量。 比能以 Wh/kg 或 Wh/L 表示。 Wh是能量单位，W是瓦特，h是小时； kg 是千克（重量单位），L 是升（体积单位）。
2、缺点
1、锂原电池安全性差，有爆炸风险。
2、基于钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电，价格昂贵，安全性差。
3、锂离子电池都需要保护电路，防止电池过度充电或过度放电。
4、生产要求高，成本高。
5、使用条件有限，高低温下使用有危险。
在化学电池中，化学能直接转化为电能是电池内部氧化、还原等自发化学反应的结果。 该反应在两个电极上进行。 负极活性物质由具有负电位且在电解液中稳定的还原剂组成，例如锌、镉、铅等活性金属以及氢或碳氢化合物。
正极活性物质由具有正电位且在电解液中稳定的氧化剂组成，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。 。 电解质是具有良好离子电导率的材料，如酸、碱、盐的水溶液，有机或无机非水溶液，熔盐或固体电解质等。
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没有转化为电能。
当外电路闭合时，由于两个电极之间存在电位差，电流流过外电路。 同时，在电池内部，由于电解液中没有自由电子，电荷的转移必然伴随着双极性活性材料与电解液界面上的氧化或还原反应，以及物质的迁移。反应物和反应产物。