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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；电极反应是可逆的，才能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。
在设计规定的条件（如温度、放电率、终止电压等）下，电池应能放出的低容量，单位为安培/每小时，以符号C表示。容量受放电率的影响较大，所以常在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放电率，如C20=50，表明在20时率下的容量为50安·小时。电池的理论容量可根据电池反应式中电极活性物质的用量和按法拉第定律计算的活性物质的电化学当量求出。由于电池中可能发生的副反应以及设计时的特殊需要，电池的实际容量往往低于理论容量。
电池在常温下的典型工作电压，又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件等于正、负电极的平衡电极电势之差。它只与电极活性物质的种类有关，而与活性物质的数量无关。电池电压本质上是直流电压，但在某些特殊条件下，电极反应所引起的金属晶体或某些成相膜的相变会造成电压的微小波动，这种现象称为噪声。波动的幅度很小但频率范围很宽，故可与电路中自激噪声相区别。
内阻是决定电池性能的一个重要指标，它直接影响电池的工作电压，工作电流，输出的能量和功率，对于电池来说，其内阻越小越好。电池内具有很大的电极-电解质界面面积，故可将电池等效为一大电容与小电阻、电感的串联回路。但实际情况复杂得多，尤其是电池的阻抗随时间和直流电平而变化，所测得的阻抗只对具体的测量状态有效。
储存寿命指从电池制成到开始使用之间允许存放的长时间，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大充放电循环次数。在规定循环寿命时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。
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。AAAA型号少见，一次性的AAAA劲量碱性电池偶尔还能见到，一般是电脑笔里面用的。标准的AAAA（平头）电池高度41.5±0.5mm，直径8.1±0.2mm。
SC型号也不常见，一般是电池组里面的电池芯，多在电动工具和摄像机以及进口设备上能见到，标准的SC（平头）电池高度42.0±0.5mm，直径22.1±0.2mm。C型号也就是二号电池，标准的C（平头）电池高度49.5±0.5mm，直径25.3±0.2mm。D型号就是一号电池，用途广泛，民用，，特异型直流电源都能找到D型电池，标准的D（平头）电池高度59.0±0.5mm，直径32.3±0.2mm。
大家注意到，（平头）字样，指的是电池正极是平的，没有突起，使用做电池组点焊使用的电池芯，一般同等型号尖头的（可以用作单体电池供电的），在高度上就多了0.5mm。以此类推。还有，电池很多的时候并不是规规矩矩的“AAA，AA，A，SC，C，D，N，F”这些主型号，前面还时常有分数“1/3，2/3，1/2，2/3，4/5，5/4，7/5”，这些分数表示的是池体相应的高度，例如“2/3AA”就是表示高是一般AA电池的2/3的充电电池；再如“4/5A”就是表示高是一般A电池的4/5的充电电池。
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