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(gè)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?/span>

正極活性物

       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(wú)機(jī)非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。當(dāng)外電

路斷開(kāi)時(shí),兩極之間雖然有電位差(開(kāi)路電壓) ,但沒(méi)有電流,存儲(chǔ)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(shí),在兩

電極電位差的作用下即有電流流過(guò)外電路。

同時(shí)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(lái)完成。因此,電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳

遞過(guò)程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時(shí),電池內(nèi)部的傳電和傳質(zhì)過(guò)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(guò)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。

為吉布斯反應(yīng)自由能增量(焦) ; F為法拉第常數(shù)=96500庫(kù)=26.8安小時(shí); n

       為電池反應(yīng)的當(dāng)量數(shù)。這是電池電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)之間的基本熱力學(xué)關(guān)系式,也是計(jì)算電池能量轉(zhuǎn)換效率的基本熱力學(xué)方程

式。實(shí)際上，當(dāng)電流流過(guò)電極時(shí),電極電勢(shì)都要偏離熱力學(xué)平衡的電極電勢(shì),這種現(xiàn)象稱為極化。電流密度(單位電極面積上

通過(guò)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(guò)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(guò)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。