电池是如何工作的

电池中的能量实际上来自哪里？让我们仔细看看！

这是我的电池连接到手电筒灯泡以构成一个简单的电路。我打开了一个回形针来做一根连接线，我把它夹在电池底部和灯泡侧面之间。如果你仔细看，你会发现灯泡在发光。那是因为电子正在穿过它！

阳极和阴极？

现在这是里面发生的事情。电池的正极端子（在照片中显示在我左手拇指的正上方，在下面的插图中显示为红色）连接到大部分隐藏在电池内部的正极。我们称之为阴极。外壳和电池底部构成负极端子或负电极，在艺术品中也称为阳极 ，颜色为绿色。曲别针线在艺术中由蓝线表示。

让我们快速澄清一点困惑。在学校，你可能知道阴极是负极，阳极是正极？然而，这实际上仅适用于电解 （通过化学物质传递电流以将其分解）之类的事情。电池就像倒退的电解（它们分解化学物质来发电），所以阳极和阴极这两个术语会互换。好的？为避免混淆，我建议最好不要使用阳极和阴极这两个术语。最好说“正极端子”和“负极端子”，这样你的意思就很清楚了，不管你是在谈论电池还是电解——或者任何其他有阴极的东西。

化学反应

现在回到我们的电池。正极和负极被化学电解液隔开。它可以是液体，但在普通电池中更可能是干粉。

当您将电池连接到灯并打开时，化学反应开始发生。其中一个反应在负极产生正离子（此处显示为大黄色斑点）和电子（较小的棕色斑点）。正离子流入电解质，而电子（较小的棕色斑点）绕着外部电路（蓝线）流向正极，并使灯在途中点亮。在正极发生单独的化学反应，进入的电子与从电解质中取出的离子重新结合，从而完成电路。

由于电池内部发生的化学反应，电子和离子会流动——通常是两个化学反应同时进行。确切的反应取决于制造电极和电解质的材料。（本文进一步给出了一些例子，我们比较了不同类型的电池。如果您想了解更多关于特定电池的反应，请输入您感兴趣的电池类型，然后输入“anode cathode”在您最喜欢的搜索引擎中搜索“反应”。）无论发生什么化学反应，电子围绕外电路运行以及离子与电解质反应（移入或移出）的一般原理适用于所有电池。当电池产生电能时，其内部的化学物质会逐渐转化为不同的化学物质。它们发电的能力减弱，电池电压慢慢下降，最终电池电量耗尽。换句话说，如果电池因为内部化学物质耗尽而无法产生正离子，那么它也无法为外部电路产生电子。

现在你可能会想：“等一下，这没有任何意义！为什么电子不走捷径，直接从负极通过电解质跳到正极？事实证明，因为电解质的化学性质，电子不能以这种简单的方式流过它。事实上，就电子而言，电解质几乎是一个绝缘体：它们无法跨越的屏障。它们最简单的正极路径电极实际上是通过外电路流过。