罗切斯特理工学院综合制造研究中心的访问科学家Kenneth Buckle提供了这一解释。

这个问题似乎简单直接,实际上填充了微妙和复杂性。首先,必须建立电池的定义。有多种化学和机械装置称为电池,尽管它们在不同的物理原则上运行。用于这种解释的目的的电池将是一种可以以化学形式存储能量的装置,并在需要时将化学能量储存到电能中。这些是最常见的电池,具有熟悉的圆柱形的电池。没有电池实际上储存电能;所有电池都以其他形式储存能量。即使在这种限制性定义中,也有许多可能的化学组合可以存储电能 - 在这种简短的解释中才能进入太长的列表。

有两种基本类型的化学储存电池:可充电或二次细胞和非可充电或原代细胞。在储存能量或放电电力方面,它们是类似的,这只是涉及的化学过程允许多次充电和放电的问题。

在回答这个问题之前,在我已经定义的情况下,也必须区分电池电池和电池。前者是电化学储存和放电的基本单元。电池包括至少一个但可能适当地连接的许多这样的小区。因为电池是在发生存储和放电的实际操作的情况下,这种答案将集中在该级别发生的情况。

所有电化学电池由两个电极由一定距离分开。电极之间的空间填充有电解质 - 传导电的离子液体。一个电极 - 阳极 - 允许电子流出它。另一个 - 阴极 - 接收它们。能量储存在构成阳极,阴极和电解质的特定化合物中 - 例如,锌,铜等 4, 分别。

假设电池通过再充电或制造来获得其充电状态,在阳极和阴极之间发生的化学反应的总效果和阴极排出电力。阳极经历了所谓的氧化反应:在排出两种或多种来自电解质的离子与阳极组合形成化合物并释放一个或多个电子。同时,阴极经历还原反应,其中阴极由离子和游离电子制成,并且自由电子组合以形成化合物。

简而言之,阳极处的化学反应释放电子和阴极处的反应吸收它们。当由电解质和外部电路提供的电路连接阳极和阴极时,两种同时反应进行,并且在阳极通过外部电连接处释放的电子通过外部电连接并在阴极处进行化学反应以使细胞功能进行反应。细胞可以继续放电,直到电极中的任一或两个电极用完为其各自的反应。在一个主要的细胞中,这意味着其使用寿命的结束,但在二级细胞中它只是意味着是充值的时候。对于次级电池,再充电过程是放电过程的反向。直接电流的外部源向阳极供电,并从阴极中除去它们,将化学反应迫使在电池再充电之前反转。

上述构成关于在对次级电池的加油过程中被移除作为电能的电化学能量被移除作为电能的简化说明。在相同的同时进行更多的电化学和热过程,并且对于以电池的形式包装的大多数实际细胞组合是不可能完全表征所有过程。因此,主要反应的这种近似只是对实际发生的事情的简要说明,尽管它应该用于说明工作中的基本原则。