电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证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；电极反应必须是可逆的，才能保证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。
极化的原因有三：
①由电池中各部分电阻造成的极化称为欧姆极化；
②由电极－电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化；
③由电极－电解质界面层中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电极表面的催化活性。
电动势
电动势是两个电极的平衡电极电位之差，以铅酸蓄电池为例，e=ф+0-ф-0+rt/f*in（αh2so4/αh2o）。
其中：e—电动势
ф+0—正极标准电极电位，其值为1.690v
ф-0—负极标准电极电位，其值为-0.356v
r—通用气体常数，其值为8.314
t—温度，与电池所处温度有关
f—法拉第常数，其值为96485
αh2so4—的活度，与浓度有关
αh2o—水的活度，与浓度有关
从上式中可看出，铅酸蓄电池的标准电动势为1.690-（-0.0.356）=2.046v，因此蓄电池的标称电压为2v。铅酸蓄电池的电动势与温度及浓度有关。
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