科普：为什么市面上不同的电池具有不同的电压？

这几天陪儿子整理玩具飞机和汽车的时候，突然被问到为什么有的电池是 1.5V，有的充电的是 3.7V 呢？

我一下子还真给懵住了，不知道怎么回答。

于是赶紧加班系统的了解了一下电池这个东西，也给大家科普一下。

市面上那么多电池，为什么电压都不一样呢？

先来一个浅科普：铅酸电池的电压可不是 12V

铅酸电池（VRLA），是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；充电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。

一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V；在应用中，经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池，还有24V、36V、48V等。

我们万用表里面用的这个9V 的电池，其实他也不是真正的 9V，这种电池被统称为积层电池。

积层电池是用于仪表测量仪器供电。电池容量小，电压高，内部化学反应迟缓 放电电流小，能使用很长时间。

再者，还有这个 12V的圆柱电池，看着和碱性电池一样，其实他也不是12V，他是 8 个 1.5V 的碱性电池串在一起而已。

接下来进入深度科普

其实，到目前为止，人类发现的材料里面，锂电池的电势算是很高的了，再高的都不稳定，所以目前单电池，或者说原电池，最高电压的当属锂电池的 3V，这里的这个电压叫做电极电势。

电极电势指的是什么？

电极电势大小都是指的物质得失电子的能力，金属物质因为是单一物质，根据元素周期表的排列即可分出强弱。较活泼的金属为负极，较不活泼的金属为正极。

但是，当我们采用金属氧化物等复杂的材料做电极的时候，就不那么容易分得出他们得失电子的能力了，因此很多科学家做实验，制定出了一个表格来记录不同材料的电极电势大小，可以百度一下，类似下面这样

所以，从上面的这样的电极电势表中我们就可以查到很多原电池的电压了，比如碱性电池 1.5V，镍镉和镍氢都是在1.2V左右，铅酸原电池是 2V，锂电池则为 3V多。

注意，这里的原电池的电势其实正负极材料的电极电势之差。比如上图的锌汞电池就是 2V 的（电解液浓度问题，不一定能达到理论电势）。

多说一句，我们常见的纽扣锂电池电压一般为3V，这个是由多种形式的，有的是两个碱性电池串联的，有的则是锂电池直接一个原电池制造的。

而对于三元锂电池和磷酸铁锂电池，他们之所以被标称为 3.7V 和 3.2V，原因就是他们使用的电极材料不同，因此正负极材料的电极电势求差后得到的就是他们的开路电压。