电池的工作原理是什么

在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成，如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。

正极活性物质由电位较正并在电解质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，氧或空气，卤素及其盐类，含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料，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，两极之间虽然有电位差（开路电压），但没有电流，存储在电池中的化学能并不转换为电能。

当外电路闭合时，在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部，由于电解质中不存在自由电子，电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质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。

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电池能将化学能转化成电能的装置。具有正极、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。

电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠。

参考资料：百度百科-电池

电池的工作原理是：

当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

扩展资料：

在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。

电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上，正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。

电池放电，此时负极上的电子e从通过外部电路跑到正极上，正锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。

参考资料：百度百科-电池

电池的种类有很多，下面以我们常见的干电池为例说明电池的工作原理：

干电池的主要工作原理就是氧化还原反应在闭合回路中实现!(和原电池非常类似，就是将化学能转变为电能)。

碱性锌锰干电池电极反应式为：Zn+2MnO2+2NH4Cl= ZnCl2++Mn2O3+2NH3+H2O

金属锌皮做的筒，也就是负极，电池放电就是氯化氨与锌的电解反应，释放出的电荷由石墨传导给正极碳棒，锌的电解反应是会释放氢气的，这气体是会增加电池内阻的，而和石墨相混的二氧化锰就是用来吸收氢气的。

但若电池连续工作或是用的太久，二氧化锰就来不及或已近饱和没能力再吸收了，此时电池就会因内阻太大而输出电流太小而失去作用。但此时若将电池加热，或放置一段时间，它内部的聚集氢气就会受热放出或缓慢放出。二氧化锰也到了还原恢复，那电池就又有活力了!

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有关电池的常识:

1、正常充电

不同电池各有特性，用户必须依照厂商说明书指示的方法进行充电。在待机备用状态下，电话也要耗费电池，如果要进行快速充电，宜先将手机关闭或把电池拆下进行充电。

2、快速充电

有些自动化的智能型快速充电器当指示灯信号转变时，只表示充满了90%，充电器会自动改用慢速充电将电池完全充满。用户最好将电池完全充满后使用，否则会缩短使用时间。

3、记忆效应

如果电池属镍镉电池，长期不彻底充、放电，会在电池内留下痕迹，降低电 池容量，这种现象被称为电池记忆效应。

4、消除记忆

方法是把电池完全放电，然后重新充满。放电可利用放电器或具有放电功能的充电器，也可以利用手机待机备用模式，如要加速放电可把显示屏及电话按键的照明灯打 开。要确保电池能重新充满，应依照说明书的指示来控制时间，重复充、放电两至三次。

5、电池储存

锂电池可贮存在环境温度为-5°C—35°C，相对湿度不大于75%的清洁、干燥、通风的室内，应避免与腐蚀性物质接触，远离火源及热源。电池电量保持标称容量的30%到50%。推荐贮存的电池每6个月充电一次。

参考资料：百度百科-电池

电池的工作原理如下：

在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。

负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成，如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质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，氧或空气，卤素及其盐类，含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料，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，两极之间虽然有电位差（开路电压），但没有电流，存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时，在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部，由于电解质中不存在自由电子，电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质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。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。

因此，电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时，电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反；电极反应必须是可逆的，才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。

因此，电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。G为吉布斯反应自由能增量（焦）；F为法拉第常数=96500库=26.8安·小时；n为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式，也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程式。

实际上，当电流流过电极时，电极电势都要偏离热力学平衡的电极电势，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。极化现象是造成电池能量损失的重要原因之一。

极化的原因有三：

①由电池中各部分电阻造成的极化称为欧姆极化；

②由电极－电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化；

③由电极－电解质界面层中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电极表面的催化活性。

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常见电池有：

1、干电池

干电池也叫锰锌电池，所谓干电池是相对于伏打电池而言，所谓锰锌是指其原材料。针对其它材料的干电池如氧化银电池，镍镉电池而言。锰锌电池的电压是15V。干电池是消耗化学原料产生电能的。它的电压不高，所能产生的持续电流不能超过1安培。

2、铅蓄电池

蓄电池是应用最广泛的电池之一。用一个玻璃槽或塑料槽，注满硫酸，再插入两块铅板，一块与充电机正极相连，一块与充电机负极相连，经过十几小时的充电就形成了一块蓄电池。它的正负极之间有2伏的电压。

蓄电池的好处是可以反复多次使用。另外，由于它的内阻极小，所以可以提供很大的电流。用它给汽车的发动机供电，瞬时电流可达20多安培。蓄电池充电时是将电能贮存起来，放电时又把化学能转化为电能。

3、锂电池

以锂为负极的电池。它是60年代以后发展起来的新型高能量电池。按所用电解质不同分为：

①高温熔融盐锂电池；

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。

锂电池的优点是单体电池电压高，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，安全性不高。另外电压滞后和安全问题尚待改善。大力发展动力电池和新的正极材料的出现，特别是磷酸亚铁锂材料的发展，对锂电发展有很大帮助。

4、水果电池

水果电池是利用水果中的化学物质和金属片发生反应产生电能的一种电池。

水果电池的发电原理是：两种金属片的电化学活性是不一样的，其中更活泼的那边的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子，由于产生了正电荷，整个系统需要保持稳定（或者说是产生了电荷，电荷造成下列结果）。

所以在组成原电池的情况下，自由电子从回路中保持系统的稳定，这样的话理论上来说电流大小直接和果酸浓度相关，（如果是要表达为一个函数关系的话，那么这个函数其实是和离子强度有关的而且还是定量关系，和离子浓度有定性的关系），在此情况下，如果回路的长度改变，势必造成回路的改变，所以也会造成电压的改变。

参考资料：

百度百科-电池

百度百科-水果电池

原理：

在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成，如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。

正极活性物质由电位较正并在电解质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，氧或空气，卤素及其盐类，含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料，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，两极之间虽然有电位差（开路电压），但没有电流，存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时，在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。

同时在电池内部，由于电解质中不存在自由电子，电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质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。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。

因此，电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时，电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反；电极反应必须是可逆的，才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。

因此，电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。G为吉布斯反应自由能增量（焦）；F为法拉第常数=96500库=26.8安·小时；n为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式，也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程式。

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电池作用：

利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。

电池型号

一般分为：1.2.3.5.7号，其中5号和7号尤为常用，所谓的AA电池就是5号电池，而AAA电池就是7号电池。

D型电池（大号电池/LR20/AM1） 直径ф34.2； 高度61.5mm

C型电池（2号电池/LR14/AM2） 直径ф26.2； 高度50.0mm

AA型电池（5号电池/LR6/AM3） 直径ф14.5； 高度50.5mm

AAA型电池（7号电池/LR03/AM4） 直径ф10.5； 高度44.5mm

AA/2型电池（8号电池LR1/AM5） 直径ф11.0； 高度30.0mm

AAAA型电池（9号电池/LR61/AM6） 直径ф8.0； 高度39.5mm

AAAA/2型电池（小9号电池/LR61/AM6） 直径ф8.0； 高度28.0mm

参考资料：

百度百科—电池

在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成，如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。

正极活性物质由电位较正并在电解质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，氧或空气，卤素及其盐类，含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料，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，两极之间虽然有电位差（开路电压），但没有电流，存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时，在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。

同时在电池内部，由于电解质中不存在自由电子，电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质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。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。

扩展资料：

电池的寿命

储存寿命指从电池制成到开始使用之间允许存放的最长时间，以年为单位。包括储存期和使用期在内的总期限称电池的有效期。储存电池的寿命有干储存寿命和湿储存寿命之分。

循环寿命是蓄电池在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数。在规定循环寿命时必须同时规定充放电循环试验的制度，包括充放电速率、放电深度和环境温度范围等。

参考资料：百度百科-电池

电池的工作原理：

电池主要依靠化学反应过程中产生的离子在正负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作，实现能量的存储和释放。化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，来保持电子能持续稳定的定向移动。

无论什么电池，都是由电池的基本元件阳极，阴极和电解液构成的。

阳极：电子通过外电路被移出，电极本身发生氧化反应。

阴极：通过外电路获得电子，电极本身发生还原发应。

电解液：在电池内部提供离子从一个电极到另一个电极的迁移通道。

扩展资料：

电池工作过程的中正负电荷的转移过程：

以钴酸锂正极、石墨负极系锂离子电池为例：

充电时，在外加电场的作用下，正极材料LiCoO2分子中的锂元素脱离出来，成为带正电荷的锂离子Li+，从正极移动到负极，与负极的碳原子发生化学反应，生成LiC6，从而“稳定”的嵌入到层状石墨负极中。

放电时相反，内部电场转向， Li+从负极脱嵌，顺电场方向，回到正极，重新成为钴酸锂分子LiCoO2，这样的工作原理被形象的称为“摇椅电池”。参与往返嵌入和脱嵌的锂离子越多，电池可存储能量越大。

参考资料来源:百度百科-电池

电池工作原理示意图

构成电池的基本元件：阳极，阴极和电解液

阳极：电子通过外电路被移出，电极本身发生氧化反应。阴极：通过外电路获得电子，电极本身发生还原发应。

电解液：在电池内部提供离子从一个电极到另一个电极的迁移通道。

电极的活性材料可以是气体、液体或固体，电解液可以是液体或固体电池的工作原理有三：

①由电池中各部分电阻造成的极化称为欧姆极化；

②由电极－电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化；

③由电极－电解质界面层中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电极表面的催化活性。

水果电池的发电原理是：两种金属片的电化学活性是不一样的，其中更活泼的那边的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子，由于产生了正电荷，整个系统需要保持稳定（或者说是产生了电荷，电荷造成下列结果），

所以在组成原电池的情况下，自由电子从回路中保持系统的稳定，这样的话理论上来说电流大小直接和果酸浓度相关，（如果是要表达为一个函数关系的话，那么这个函数其实是和离子强度有关的而且还是定量关系，和离子浓度有定性的关系），

在此情况下，如果回路的长度改变，势必造成回路的改变，所以也会造成电压的改变。

扩展资料：

回收利用：

国际上通行的废旧电池处理方式大致有三种：固化深埋、存放于废矿井、回收利用。

1、固化深埋、存放于废矿井

如法国一家工厂就从中提取镍和镉，再将镍用于炼钢，镉则重新用于生产电池。其余的各类废电池一般都运往专门的有毒、有害垃圾填埋场，但这种做法不仅花费太大而且还造成浪费，因为其中尚有不少可作原料的有用物质。

2、回收利用

（1）热处理 （2）“湿处理”（3）真空热处理法

参考资料：百度百科—电池

水果电池的工作原理：

两种金属片的电化学活性是不一样的，其中更活泼的那边的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子，由于产生了正电荷，整个系统需要保持稳定（或者说是产生了电荷，电荷造成下列结果），所以在组成原电池的情况下，自由电子从回路中保持系统的稳定，就产生了电流。

这样的话理论上来说电流大小直接和果酸浓度相关，（如果是要表达为一个函数关系的话，那么这个函数其实是和离子强度有关的而且还是定量关系，和离子浓度有定性的关系），在此情况下，如果回路的长度改变，势必造成回路的改变，所以也会造成电压的改变。

扩展资料：

首先，转动所有柠檬，每次一个。一边转动一边用手挤压它们直到感觉它们变得有点“柔软”。这样做是为了让柠檬内部产生更多的果汁。这一步非常重要；因为这样可以帮助您得到柠檬电池最好的效果。

将一颗镀锌螺丝钉拧进一个柠檬的大约 1/3 处。使用小刀，小心的在柠檬另一边 1/3 处切开一个 1 厘米的切口。

注意：最好由成年人使用小刀。无论怎样，都请“小心”并且“缓慢”的使用小刀。

将硬币插入切口直到硬币的一半都在柠檬中。

注：确定您使用的是有光泽的新硬币。如果硬币较旧而没有光泽，用钢丝球将硬币磨光。

无论您是否相信，现在就可以从柠檬中得到电流了！如同其它电池一样，硬币是它的正极（+），螺丝钉是负极（-）。遗憾的是，这个电池很弱。但是如果您有几个这样的电池，可以将它们联接在一起组成柠檬电池组。

像这样将硬币和螺丝钉插入其它两个柠檬。接着，使用导线和夹子，将第一个柠檬上的螺丝钉与第二个柠檬上的硬币连接在一起，以此类推，这样就将三个柠檬电池连接在一起了。同时也给第一个硬币和最后一颗螺丝钉连上带夹子的导线。

最后，给连接到第一个硬币上的夹子标上“+”并给连接到最后一个螺丝钉上的夹子标上“-”。像真正的电池组一样，柠檬电池组也有正极（+）和负极（-）。

当像这样串联时，这些柠檬电池共同产生与几个小电筒电池串联所产生的相同的电压，或者说是电势，大约在 2.5 伏到 3 伏之间。但是柠檬电池组不能产生足够的电流以使电筒灯泡发光。

我们怎样才能辨别出确实实现了电池组呢？一个办法是将只需要 2.5 伏到 3 伏电压而且不需太大电流的用电设备连接到电池组上。可以使用一种称为发光二极管的设备，也可以简称为 LED 。很低的电压和很小的电流就能使 LED 发光。

我们所使用的 LED 包装盒上的说明是：5 毫米红色 LED，1.8 伏，20 毫安。这意味着 LED 的直径为 5 毫米，它只需要 1.8 伏和 20 毫安的电流就可以发光。实际上，小于 20 毫安的电流可以使 LED 微微发光。

使用钉子，小心的在胶卷壳外边大约在一半高的地方钻出两个小孔。可以让成年人来帮您实现这一步。

接着，给一个小孔标上“+”另一个标上“-”。

将 LED 的管脚弯曲成向外的平滑曲线。然后近距离仔细观察 LED 。它基本上是圆的。但是，如果将它倾斜到特定的角度，您会看到在一个管脚的附近有一个扁平的表面。离这个扁平表面最近的管脚就是负极。在照片中，左边的管脚是 LED 的负极。您能看到在最左边管脚附近的小扁平表面吗？

将 LED 的负极管脚与标有“-”的胶卷壳上的小孔对齐。将 LED 塞入胶卷壳。使 LED 的负极管脚穿过标有“-”的小孔，然后使另一个（正极）管脚穿过标有“+”的小孔。

将管脚从小孔中拉出来并检查以确保它们与标签所标示的一致。也给胶卷壳的顶部加上标签。确定 LED 朝向我们。

让我们准备好一切等待最后一刻的来临。使含有 LED 的胶卷壳标有“+”的一边对准柠檬电池组标有“+”的夹子。将柠檬电池组标有“-”的夹子靠近胶卷壳标有“-”的一边。

现在一切准备就绪！将 LED 的正极连接到柠檬电池组的正极。将 LED 的负极连接到柠檬电池组的负极。LED 发光了！

但 LED 发的光很暗，这是因为来自电池组的电流太小。黑色的胶卷壳可以帮助您观察到暗淡的灯光。LED 的末端起到放大镜的作用。当您直接观察 LED 的末端时，可以容易的看到发光现象。

这证明了您真的成功制作了一个可以使用的柠檬电池。

参考资料：百度百科-水果电池