自從公元前250年被發明以來，電池已經走過了一段漫長的旅程。Flickr/Patty, CC BY-NC-SA

電池，從本質上來說，就是一種能夠將儲存的化學能轉化為電能的設備?；旧?，電池就是一個小型化學反應器，通過反應產生高能電子，用以注入外部設備之中。

電池出現的時間之早超出了我們的想象。1938年，巴格達博物館主任在該博物館的地下室中，找到了現在被稱為“巴格達電池”的原始電池。分析表明，這一原始電池可以追溯到公元前250年，屬于美索不達米亞文明時期的造物。

這枚最早的電池引發了很多的爭論。對于它的用途，人們眾說紛紜，可能的假說包括用于電鍍，止痛或者是人們通過與之接觸時的刺痛感，來產生宗教體驗。

美國發明家本杰明·富蘭克林在1749年首次使用了“Battery”這一詞語。當時他使用了一組串聯的電容器來進行電學實驗。

真正意義上的現代電池是由意大利物理學家Alessandro Volta于1800年發明的。他通過在一枚銅片和一枚鋅片中間夾上浸有鹽水的布片構筑成一個小單元，再將這些小單元堆疊起來，就得到了“伏打電堆”。

導線將電堆的兩端連接起來，就能夠產生穩定的電流。每一個小單元能夠產生0.76伏特（V）的開路電壓。通過將這些小單元串聯，我們能夠得到電壓相當于每一個小單元電壓的總和。

鉛蓄電池是目前已知最持久的電池之一，它發明于1859年，現在仍然用于大多數內燃機汽車的點火。它也是最早的可重復充電的電池。

汽車電池。Flickr/Asim Bharwani, CC BY-NC-ND

時至今日，電池的尺寸可大可小，大至兆瓦級別，用于儲存太陽能電廠或是變電站的電力，以保證某一區域穩定的能源供應；小至紐扣大小，為你佩戴的電子手表提供動力。

不同的電池基于不同的化學反應，這也使得每一個不同的小單元有著不同的開路電壓，通常在1.0至3.6V之間。通過串聯這些小單元，我們能夠增加電壓；而并聯這些小單元則能夠增強電流。這一規律被我們用來增加電壓和電流，以提供我們所需要的電流和電壓，即便是兆瓦級別的電池，它的電壓和電流也是通過這個最基本規律得到的。

現在人們預測，電池技術將再次迎來一次飛躍。新的電池模型將能夠從家用太陽能和風能裝置中獲取足夠的能量，并有足夠的容量將其儲存，在合適的時間（通常是夜晚）為一整個家庭提供未來數天所需的電力。

電池是如何工作的

當化學反應開始時，額外的電子被釋放出來，電池即開始放電。額外電子釋放的一個例子是在鐵氧化生銹的過程中，鐵與氧氣發生反應，將電子釋放給氧氣，形成鐵的氧化物。

標準的電池構造是將兩塊化學勢不同的金屬或是化合物用一層多孔絕緣體隔開。化學勢即是儲存于原子與化學鍵之間的能量，當電子能夠自由地在連接的外部設備中移動的時候，這些能量能夠傳遞給那些運動的電子。

鹽水這樣的導電液體常常被用來傳輸可溶解的離子，在反應過程中，這些離子在溶液中可以從一種金屬的表面轉移到另一種金屬的表面，我們通常稱這樣的導電液體為電解質。

在放電過程中，失去電子的金屬或化合物被稱為陽極，得到電子的金屬或化合物被稱為陰極。在外電路中，電子流從陽極流向陰極，這就是我們用以驅動電力設備的“電流”。

一次電池vs充電電池

產生電流之后，有些電池的狀態無法逆轉，我們將這種電池稱為一次電池。當反應物之一消耗殆盡，這種電池便無法再使用了。

最常見的一次電池是碳鋅電池。若電解質為堿性，這種電池能更加持久耐用。這也就是我們通常在超市購買到的堿性電池。

我們在日常生活中常用的堿性電池。Flickr/Simon Greig, CC BY-NC-SA