電池
在化學電池中，化學能直接轉化為電能是電池內氧化、還原等自發化學反應的結果，這些反應分別在兩個電極上進行。陽極活性材料由具有負電位且在電解質中穩定的還原劑組成，例如活性金屬如鋅、鎘和鉛，以及氫或碳氫化合物。正極活性物質由具有正電位且在電解液中穩定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物、氧氣或空氣、鹵素及其鹽、含氧酸及其鹽等。電解質是具有良好離子導電性的物質，如酸、堿、鹽的水溶液，有機或無機非水溶液，熔鹽或固體電解質。當外電路斷開時，雖然兩極有電位差(開路電壓)，但沒有電流，電池中儲存的化學能沒有轉化為電能。當外電路閉合時，在兩電極間電位差的作用下，電流流過外電路。同時，由於電解質中沒有自由電子，電荷的轉移必然伴隨著雙極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應，以及反應物和反應產物的材料遷移。電解質中電荷的轉移也是通過離子的遷移來完成的。因此，電池中電荷轉移和物質轉移的正常過程是保證電能正常輸出的必要條件。充電時，電池內部的電和傳質方向正好與放電方向相反；電極反應必須是可逆的，以保證相反方向的傳質和電轉移的正常過程。因此，電極反應的可逆性是形成電池的必要條件。g是吉布斯反應自由能增量(焦)；f是法拉第常數=96500庫=26.8安時；n是電池反應的當量數。這是電池電動勢與電池反應的基本熱力學關系，也是計算電池能量轉換效率的基本熱力學方程。事實上，當電流流過電極時，電極電位會偏離熱力學平衡電極電位，這種現象稱為極化。電流密度(單位電極面積通過的電流)越大，極化越嚴重。極化現象是電池能量損失的重要原因之壹。
兩極分化有三個原因:
(1)電池各部分電阻引起的極化稱為歐姆極化；
②由於電極-電解質界面層電荷轉移過程的阻滯而引起的極化稱為活化極化；
③電極-電解質界面層中緩慢的傳質過程引起的極化稱為濃差極化。減少極化的方法是增加電極反應面積、降低電流密度、提高反應溫度和提高電極表面的催化活性。