化学电池是将化学能转化为电能的设备，其根底是氧化复原反响。氧化复原反响是电子搬运的反响，当咱们终究挑选恰当电极拼装成一个化学电池，便可使这些电子沿必定方向活动而产生电流。例如，下述反响是自发氧化复原反响:

　　若按上图所示，一个烧杯内盛CuSO4溶液，另一个烧杯内盛ZnSO4溶液。锌片刺进ZnSO4溶液，铜片刺进CuSO4溶液。两个烧杯用“盐桥”(saltbridge)衔接起来,盐桥是一个盛KCI饱和溶液胶冻的U形管,用于构成电子流的通路(消除了两个电极溶液之间的液体接界电势)。将锌片和铜片用导线衔接，这就成为一个由锌电极(Zn-ZnSO4)和铜电极(Cu-CuSO4)组成的原电池，简称Zn-Cu电池(按这个原理拼装的有用锌铜电池也叫丹聂耳(Daniell)电池，这种电池在19世纪曾是广泛运用的化学电源)。在此设备里，Zn片并未和CuSO4非直触摸摸，但咱们的确能够正常的看到锌极上的Zn溶解而成Zn2+,Cu2+在铜极上沉积为Cu。电路衔接电压表，电压表指针偏转告知咱们，电流由铜极流向锌极(或电子由锌极流向铜极):即锌电极为负极,产生氧化反响，向外电路输出电子;铜电极为正极，从外电路承受电子，产生复原反响。电极反响写作:

　　运用盐桥的双液电池可近似认为是可逆电池但并非是严厉的热力学可逆电池，由于盐桥与电解质溶液界面存在因离子分散而引起的相间电势差而分散是不可逆的。构成可逆电池的两个电极为可逆电极,可逆电极需求满意单一电极和反响可逆两个条件。单一电极是指电极上只能产生一种电化学反响，能同时产生多个反响的多重电极不可能构成可逆电极;反响可逆是指充电和放电时产生同一反响仅仅方向相反。此外，一般还要求可逆电极能够敏捷树立和坚持平衡态，即要求可逆电极具有较高的平衡离子浓度以及高的交流电流密度。可逆电极可分为两大类型:根据电子交流反响的电极和根据离子交流或分散的电极。也能够细分如下：

　　①金属电极金属(板、 棒或条)浸入含有该金属离子的溶液中所构成的电极。以

　　例如PtFe3+,Fe2+[图2-3 (c) ] , 电极反响Fe3+(I)+e-(I)=Fe2+(I)。在导体或半导体的外表涂敷了单分子的、多分子的、离子的或聚合物的薄膜,借Faraday反响(电荷耗费)而出现出此润饰薄膜的化学的、电化学的以及光学的性质。

　　使用隔阂对单种离子透过性或膜外表与电解液的离子交流平衡所树立起来的电势,测定电解液中特定离子活度的电极,如玻璃电极、离子挑选电极等。

　　产生嵌入反响( intercalation reaction)的电极。所谓嵌入反响便是客体粒子(也称嵌质，主要是阴、阳离子)嵌入主体晶格(也称嵌基)生成非化学计量化合物的反响。典型的嵌入电极是锂离子电池的正负极(二次电池之“锂离子电池”)。

　　现以铜电极为例:金属铜外表的自由电子有逃逸的趋势而构成外表电势, Cu(s)和CuSO4 (aq )是两个物相,在界面处存在相间电势，金属铜一侧富集了Cu2+,而溶液一侧则富集了SO42-,用这个双电层模型可定性阐明相间电势的构成。一个电极的电势便是由金属的外表电势和金属与溶液界面处的相间电势所组成。至今咱们还无法直接测定单个电极的电势。由于用电位差计测出的不是单个电极的电势,而是电池南北极的电势差。所以从实践使用的视点看,咱们只需选定一种电极作为规范,并把它的电极电势界说为零,便可确认其他各种电极电势的相对值。按IUPAC规则 ,挑选“规范氢电极”作为抱负的规范电极，并将它的电极电势界说为零。理论上规范氢电极的刺进H+浓度为1mol/dm3的溶液中,并通入规范压力的纯洁氢气,这样的电极叫做规范氢电极并选定其电极电势为零即EO(H+/H2)=0。E后的()内注明晰参与电极反响物质的氧化态和复原态。一般先写氧化态，再写复原态,并简称“电对”。右上角的“θ代表规范态，即溶液浓度为1mol/dm3，或气体压力为规范压力100kPa。其他任何电极若与规范氢电极组成电池，当测定电池的电动势之后，即可确认该电极的电势。例如试验能够别离测定下列几个电池的电动势(温) (注:电池电动势的符号用E表明，而电极反响的电极电势则用E ( Mn+/M )表明，其实这便是该电极与规范氢电极所组成的电池电动势。也能够用φ表明电极电势，用E表明电池电动势。

　　咱们知道原电池是将物质非直触摸摸产生电子搬运的化学反响拆分红两个半反响,让电子的搬运经过外电路, 只需系统到达了相同的终态,它们开释的能量是相同的。经过上面关于平衡的评论之后咱们会自然地考虑到,监测外电路的量热计得到的数值即为每摩尔反响能对外做的最大有用功(△G0 ) , 而另一个量热计得到的数值即为不可能被咱们所使用的熵变部分触及的能量( TAS0 )。

　　在这个热力学可逆”的抱负过程中,就算搬迁到最后一个电子,南北极的电压也和始态共同(搬迁后电压瞬间降为0 ,系统到达终态) , 即:吉布斯自由能变=搬运的电量x电压,公式为:△G= nF E。结合热力学和咱们对电池的惯例认知来看,假如咱们用作业站测一个系统的开路电压0 ,阐明作业电极点的电势比参比端高(作业电极点作为电池正极,参比端为电池负极) , 外接负载后电子自发由负极流向正极,即负极资料氧化而正极资料被复原的总反响自发进行,吉布斯自由能变0。OG带正负号,而E为电池电动势均取正值,由此咱们得到平常更常见的方式:AG=-nFE，其间n为搬运电子数，F为法拉第常数，E为电池电动势。