電池的種類很多，常用電池主要是干電池、蓄電池，以及體積小的微型電池。此外，還有金屬-空氣電池、燃料電池以及其他能量轉(zhuǎn)換電池如太陽(yáng)電池、溫差電池、核電池等。
　　干電池
　　常用的一種是碳－鋅干電池（圖3）。負(fù)極是鋅做的圓筒，內(nèi)有氯化銨作為電解質(zhì)，少量氯化鋅、惰性填料及水調(diào)成的糊狀電解質(zhì)，正極是四周裹以摻有二氧化錳的糊狀電解質(zhì)的一根碳棒。電極反應(yīng)是：負(fù)極處鋅原子成為鋅離子（Zn++），釋出電子，正極處銨離子(NH嬃)得到電子而成為氨氣與氫氣。用二氧化錳驅(qū)除氫氣以消除極化。電動(dòng)勢(shì)約為1.5伏。
　　蓄電池
　　種類很多，共同的特點(diǎn)是可以經(jīng)歷多次充電、放電循環(huán)，反復(fù)使用。
　　鉛蓄電池
　　最為常用，其極板是用鉛合金制成的格柵，電解液為稀硫酸。兩極板均覆蓋有硫酸鉛。但充電后，正極處極板上硫酸鉛轉(zhuǎn)變成二氧化鉛，負(fù)極處硫酸鉛轉(zhuǎn)變成金屬鉛。放電時(shí)，則發(fā)生反方向的化學(xué)反應(yīng)。
　　鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)約為2伏，常用串聯(lián)方式組成6伏或12伏的蓄電池組。電池放電時(shí)硫酸濃度減小，可用測(cè)電解液比重的方法來(lái)判斷蓄電池是否需要充電或者充電過(guò)程是否可以結(jié)束。
　　鉛蓄電池的優(yōu)點(diǎn)是放電時(shí)電動(dòng)勢(shì)較穩(wěn)定，缺點(diǎn)是比能量（單位重量所蓄電能）小，對(duì)環(huán)境腐蝕性強(qiáng)。
　　由正極板群、負(fù)極板群、電解液和容器等組成。充電后的正極板是棕褐色的二氧化鉛（PbO2），負(fù)極板是灰色的絨狀鉛（Pb），當(dāng)兩極板放置在濃度為27％～37％的硫酸(H2SO4)水溶液中時(shí)，極板的鉛和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，二價(jià)的鉛正離子（Pb2+）轉(zhuǎn)移到電解液中，在負(fù)極板上留下兩個(gè)電子(2e-)。由于正負(fù)電荷的引力，鉛正離子聚集在負(fù)極板的周圍，而正極板在電解液中水分子作用下有少量的二氧化鉛（PbO2）滲入電解液，其中兩價(jià)的氧離子和水化合，使二氧化鉛分子變成可離解的一種不穩(wěn)定的物質(zhì)——氫氧化鉛〔Pb（OH4〕）。氫氧化鉛由4價(jià)的鉛正離子（Pb4+）和4個(gè)氫氧根〔4（OH）-〕組成。4價(jià)的鉛正離子（Pb4+）留在正極板上，使正極板帶正電。由于負(fù)極板帶負(fù)電，因而兩極板間就產(chǎn)生了一定的電位差，這就是電池的電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)接通外電路，電流即由正極流向負(fù)極。在放電過(guò)程中，負(fù)極板上的電子不斷經(jīng)外電路流向正極板，這時(shí)在電解液內(nèi)部因硫酸分子電離成氫正離子（H+）和硫酸根負(fù)離子（SO42-），在離子電場(chǎng)力作用下，兩種離子分別向正負(fù)極移動(dòng)，硫酸根負(fù)離子到達(dá)負(fù)極板后與鉛正離子結(jié)合成硫酸鉛(PbSO4)。在正極板上，由于電子自外電路流入，而與4價(jià)的鉛正離子（Pb4+）化合成2價(jià)的鉛正離子（Pb2+），并立即與正極板附近的硫酸根負(fù)離子結(jié)合成硫酸鉛附著在正極上。
　　隨著蓄電池的放電，正負(fù)極板都受到硫化，同時(shí)電解液中的硫酸逐漸減少，而水分增多，從而導(dǎo)致電解液的比重下降在實(shí)際使用中，可以通過(guò)測(cè)定電解液的比重來(lái)確定蓄電池的放電程度。在正常使用情況下，鉛蓄電池不宜放電過(guò)度，否則將使和活性物質(zhì)混在一起的細(xì)小硫酸鉛晶體結(jié)成較大的體，這不僅增加了極板的電阻，而且在充電時(shí)很難使它再還原，直接影響蓄池的容量和壽命。鉛蓄電池充電是放電的逆過(guò)程。
　　鉛蓄電池的工作電壓平穩(wěn)、使用溫度及使用電流范圍寬、能充放電數(shù)百個(gè)循環(huán)、貯存性能好（尤其適于干式荷電貯存）、造價(jià)較低，因而應(yīng)用廣泛。采用新型鉛合金，可改進(jìn)鉛蓄電池的性能。如用鉛鈣合金作板柵，能保證鉛蓄電池最小的浮充電流、減少添水量和延長(zhǎng)其使用壽命；采用鉛鋰合金鑄造正板柵，則可減少自放電和滿足密封的需要。此外，開(kāi)口式鉛蓄電池要逐步改為密封式，并發(fā)展防酸、防爆式和消氫式鉛蓄電池。
　　鉛晶蓄電池
　　鉛晶蓄電池應(yīng)用的是專有技術(shù)，所采用的高導(dǎo)硅酸鹽電解質(zhì)是傳統(tǒng)鉛酸電池電解質(zhì)的復(fù)雜性改型，無(wú)酸霧內(nèi)化成工藝是定型工藝的革新。這些技術(shù)工藝均屬國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)，該產(chǎn)品在生產(chǎn)、使用及廢棄物中都不存在污染問(wèn)題，更符合環(huán)保要求，由于鉛晶蓄電池用硅酸鹽取代硫酸液作電解質(zhì)，從而克服了鉛酸電池使用壽命短，不能大電流充放電的一系列缺點(diǎn)，更加符合動(dòng)力電池的必備條件，鉛晶電池也必將對(duì)動(dòng)力電池領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。
　　鉛晶蓄電池較鉛酸電池具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性：
　　1、鉛晶電池的使用壽命長(zhǎng)
　　一般鉛酸電池循環(huán)充放電都在350次左右，而鉛晶電池在額定容量放電60%的前提下，循環(huán)壽命700多次，相當(dāng)于鉛酸電池壽命的一倍。
　　2、高倍率放電性能好
　　特殊的工藝使鉛晶電池具有高倍率放電的特性，一般鉛酸電池放電只有3C，鉛晶電池放電最大可以達(dá)到10C。
　　3、深度放電性能好
　　鉛晶電池可深度放電到0V，繼續(xù)充電可恢復(fù)全部額定容量，這一特性相對(duì)鉛酸電池來(lái)講是難以達(dá)到的境界。
　　4、耐低溫性能好
　　鉛晶電池的溫度適應(yīng)范圍比較廣，從-20—50℃都能適應(yīng)，特別是在-20℃的情況下，放電能達(dá)到87%。對(duì)廣大低溫地區(qū)是不可多得的首選佳品。
　　5、環(huán)保性好
　　鉛晶電池所采用的新材料、新工藝和新配方，不存在酸霧等揮發(fā)的有害物質(zhì)，對(duì)土地、河流等不會(huì)造成污染，更加符合環(huán)保要求。
　　鐵鎳蓄電池
　　也叫愛(ài)迪生電池。鉛蓄電池是一種酸性蓄電池，與之不同，鐵鎳蓄電池的電解液是堿性的氫氧化鉀溶液，是一種堿性蓄電池。其正極為氧化鎳，負(fù)極為鐵。充電、放電的化學(xué)反應(yīng)是
　　電動(dòng)勢(shì)約為1.3～1.4伏。其優(yōu)點(diǎn)是輕便、壽命長(zhǎng)、易保養(yǎng)，缺點(diǎn)是效率不高。
　　鎳鎘蓄電池
　　正極為氫氧化鎳，負(fù)極為鎘，電解液是氫氧化鉀溶液，充電、放電的化學(xué)反應(yīng)是
　　其優(yōu)點(diǎn)是輕便、抗震、壽命長(zhǎng)，常用于小型電子設(shè)備。
　　銀鋅蓄電池
　　正極為氧化銀，負(fù)極為鋅，電解液為氫氧化鉀溶液。
　　銀鋅蓄電池的比能量大，能大電流放電，耐震，用作宇宙航行、人造衛(wèi)星、火箭等的電源。充、放電次數(shù)可達(dá)約100～150次循環(huán)。其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，使用壽命較短。
　　燃料電池
　　一種把燃料在燃燒過(guò)程中釋放的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。與蓄電池不同之處，是它可以從外部分別向兩個(gè)電極區(qū)域連續(xù)地補(bǔ)充燃料和氧化劑而不需要充電。燃料電池由燃料（例如氫、甲烷等）、氧化劑（例如氧和空氣等）、電極和電解液等四部分構(gòu)成。其電極具有催化性能，且是多孔結(jié)構(gòu)的，以保證較大的活性面積。工作時(shí)將燃料通入負(fù)極，氧化劑通入正極，它們各自在電極的催化下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)以獲得電能。
　　燃料電池把燃燒反應(yīng)所放出的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，所以它的能量利用率高，約等于熱機(jī)效率的2倍以上。此外它還有下述優(yōu)點(diǎn)：①設(shè)備輕巧；②不發(fā)噪音，很少污染；③可連續(xù)運(yùn)行；④單位重量輸出電能高等。因此，它已在宇宙航行中得到應(yīng)用，在軍用與民用的各個(gè)領(lǐng)域中已展現(xiàn)廣泛應(yīng)用的前景。
　　太陽(yáng)電池
　　把太陽(yáng)光的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。當(dāng)日光照射時(shí)，產(chǎn)生端電壓，得到電流，用于人造衛(wèi)星、宇宙飛船中的太陽(yáng)電池是半導(dǎo)體制成的（常用硅光電池）。日光照射太陽(yáng)電池表面時(shí)，半導(dǎo)體PN結(jié)的兩側(cè)形成電位差。其效率在百分之十以上，典型的輸出功率是5～10毫瓦每平方厘米（結(jié)面積）。
　　溫差電池
　　兩種金屬接成閉合電路，并在兩接頭處保持不同溫度時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，即溫差電動(dòng)勢(shì)，這叫做塞貝克效應(yīng)（見(jiàn)溫差電現(xiàn)象），這種裝置叫做溫差電偶或熱電偶。金屬溫差電偶產(chǎn)生的溫差電動(dòng)勢(shì)較小，常用來(lái)測(cè)量溫度差。但將溫差電偶串聯(lián)成溫差電堆時(shí)，也可作為小功率的電源，這叫做溫差電池。用半導(dǎo)體材料制成的溫差電池，溫差電效應(yīng)較強(qiáng)。
　　核電池
　　把核能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置(目前的核發(fā)電裝置是利用核裂變能量使蒸汽受熱以推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，還不能將核裂變過(guò)程中釋放的核能直接轉(zhuǎn)換成電能）。通常的核電池包括輻射β射線（高速電子流）的放射性源（例如鍶-90），收集這些電子的集電器，以及電子由放射性源到集電器所通過(guò)的絕緣體三部分。放射性源一端因失去負(fù)電成為正極，集電器一端得到負(fù)電成為負(fù)極。在放射性源與集電器兩端的電極之間形成電位差。這種核電池可產(chǎn)生高電壓，但電流很小。它用于人造衛(wèi)星及探測(cè)飛船中，可長(zhǎng)期使用。
　　原電池
　　經(jīng)一次放電（連續(xù)或間歇）到電池容量耗盡后，不能再有效地用充電方法使其恢復(fù)到放電前狀態(tài)的電池。特點(diǎn)是攜帶方便、不需維護(hù)、可長(zhǎng)期（幾個(gè)月甚至幾年）儲(chǔ)存或使用。原電池主要有鋅錳電池、鋅汞電池、鋅空氣電池、固體電解質(zhì)電池和鋰電池等。鋅錳電池又分為干電池和堿性電池兩種。
　　鋅錳干電池
　　制造最早而至今仍大量生產(chǎn)的原電池。有圓柱型和疊層型兩種結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是使用方便、價(jià)格低廉、原材料來(lái)源豐富、適合大量自動(dòng)化生產(chǎn)。但放電電壓不夠平穩(wěn)，容量受放電率影響較大。適于中小放電率和間歇放電使用。新型鋅錳干電池采用高濃度氯化鋅電解液、優(yōu)良的二氧化錳粉和紙板漿層結(jié)構(gòu)，使容量和壽命均提高一倍，并改善了密封性能。
　　堿性鋅錳電池
　　以堿性電解質(zhì)代替中性電解質(zhì)的鋅錳電池。有圓柱型和鈕扣型兩種。這種電池的優(yōu)點(diǎn)是容量大，電壓平穩(wěn)，能大電流連續(xù)放電，可在低溫(-40℃)下工作。這種電池可在規(guī)定條件下充放電數(shù)十次。
　　鋅汞電池
　　由美國(guó)S.羅賓發(fā)明，故又名羅賓電池。是最早發(fā)明的小型電池。有鈕扣型和圓柱型兩種。放電電壓平穩(wěn)，可用作要求不太嚴(yán)格的電壓標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是低溫性能差（只能在0℃以上使用），并且汞有毒。鋅汞電池已逐漸被其他系列的電池代替。
　　鋅空氣電池
　　以空氣中的氧為正極活性物質(zhì)，因此比容量大。有堿性和中性兩種系列，結(jié)構(gòu)上又有濕式和干式兩種。濕式電池只有堿性一種，用NaOH為電解液，價(jià)格低廉，多制成大容量（100安·小時(shí)以上）固定型電池供鐵路信號(hào)用。干式電池則有堿性和中性兩種。中性空氣干電池原料豐富、價(jià)格低廉，但只能在小電流下工作。堿性空氣干電池可大電流放電，比能量大，連續(xù)放電比間歇放電性能好。所有的空氣干電池都受環(huán)境濕度影響，使用期短，可靠性差，不能在密封狀態(tài)下使用。
　　固體電解質(zhì)電池
　　以固體離子導(dǎo)體為電解質(zhì)，分高溫、常溫兩類。高溫的有鈉硫電池，可大電流工作。常溫的有銀碘電池，電壓0.6伏，價(jià)格昂貴，尚未獲得應(yīng)用。已使用的是鋰碘電池，電壓2.7伏。這種電池可靠性很高，可用于心臟起搏器。但這種電池放電電流只能達(dá)到微安級(jí)。
　　鋰電池
　　以鋰為負(fù)極的電池。它是60年代以后發(fā)展起來(lái)的新型高能量電池。按所用電解質(zhì)不同分為：①高溫熔融鹽鋰電池；②有機(jī)電解質(zhì)鋰電池；③無(wú)機(jī)非水電解質(zhì)鋰電池；④固體電解質(zhì)鋰電池；⑤鋰水電池。鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是單體電池電壓高，比能量大，儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)（可達(dá)10年），高低溫性能好，可在-40～150℃使用。缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，安全性不高。另外電壓滯后和安全問(wèn)題尚待改善。近年來(lái)大力發(fā)展動(dòng)力電池和新的正極材料的出現(xiàn)，特別是磷酸亞鐵鋰材料的發(fā)展，對(duì)鋰電發(fā)展有很大幫助。
　　儲(chǔ)備電池
　　有兩種激活方式，一種是將電解液和電極分開(kāi)存放，使用前將電解液注入電池組而激活，如鎂海水電池、儲(chǔ)備式鉻酸電池和鋅銀電池等。另一種是用熔融鹽電解質(zhì)，常溫時(shí)電解質(zhì)不導(dǎo)電，使用前點(diǎn)燃加熱劑將電解質(zhì)迅速熔化而激活，稱為熱電池。這種電池可用鈣、鎂或鋰合金為負(fù)極，KCl和LiCl的低共熔體為電解質(zhì)，CaCrO4、PbSO4或V2O5等為正極，以鋯粉或鐵粉為加熱劑。采用全密封結(jié)構(gòu)可長(zhǎng)期儲(chǔ)存（10年以上）。儲(chǔ)備電池適于特殊用途。
　　標(biāo)準(zhǔn)電池
　　最著名的是惠斯頓標(biāo)準(zhǔn)電池，分飽和型和非飽和型兩種。其標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為1.01864伏(20℃)。非飽和型的電壓溫度系數(shù)約為飽和型的1/4。
　　糊式鋅-錳干電池
　　由鋅筒、電糊層、二氧化錳正極、炭棒、銅帽等組成。最外面的一層是鋅筒，它既是電池的負(fù)極又兼作容器，在放電過(guò)程中它要被逐漸溶解；中央是一根起集流作用的碳棒；緊緊環(huán)繞著這根碳棒的是一種由深褐色的或黑色的二氧化錳粉與一種導(dǎo)電材料（石墨或乙炔黑）所構(gòu)成的混合物，它與碳棒一起構(gòu)成了電池的正極體，也叫炭包。為避免水分的蒸發(fā)，干電池的上部用石蠟或?yàn)r青密封。鋅-錳干電池工作時(shí)的電極反應(yīng)為鋅極：Zn→Zn2+＋2e
　　紙板式鋅-錳干電池
　　在糊式鋅-錳干電池的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。它以厚度為70～100微米的不含金屬雜質(zhì)的優(yōu)質(zhì)牛皮紙為基，用調(diào)好的糊狀物涂敷其表面，再經(jīng)過(guò)烘干制成紙板，以代替糊式鋅-錳干電池中的糊狀電解質(zhì)層。紙板式鋅-錳干電池的實(shí)際放電容量比普通的糊式鋅-錳干電池要高出2～3倍。標(biāo)有“高性能”字樣的干電池絕大部分為紙板式。
　　堿性鋅-錳干電池
　　其電解質(zhì)由汞齊化的鋅粉、35％的氫氧化鉀溶液再加上一些鈉羧甲基纖維素經(jīng)糊化而成。由于氫氧化鉀溶液的凝固點(diǎn)較低、內(nèi)阻小，因此堿性鋅-錳干電池能在－20℃溫度下工作，并能大電流放電。堿性鋅-錳干電池可充放電循環(huán)40多次，但充電前不能進(jìn)行深度放電（保留60％～70％的容量），并需嚴(yán)格控制充電電流和充電期終的電壓。
　　疊層式鋅-錳干電池
　　由幾個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的扁平形單體電池疊在一起構(gòu)成。每一個(gè)單體電池均由塑料外殼、鋅皮、導(dǎo)電膜以及隔膜紙、炭餅（正極）組成。隔膜紙是一種吸有電解液的表面有淀粉層的漿層紙，它貼在鋅皮的上面；隔膜紙上面是炭餅。隔膜紙如同糊式干電池的電糊層，起隔離鋅皮負(fù)極和炭餅正極的作用。疊層式鋅-錳干電池減去了圓筒形糊式干電池串聯(lián)組合的麻煩，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、體積比容量大，但貯存壽命短且內(nèi)阻較大，因而放電電流不宜過(guò)大。
　　堿性蓄電池
　　與同容量的鉛蓄電池相比，其體積小，壽命長(zhǎng)，能大電流放電，但成本較高。堿性蓄電池按極板活性材料分為鐵鎳、鎘鎳、鋅銀蓄電池等系列。以鎘鎳蓄電池為例，堿性蓄電池的工作原理是：蓄電池極板的活性物質(zhì)在充電后，正極板為氫氧化鎳〔Ni（OH）3〕，負(fù)極板為金屬鎘（Cd）；而放電終止時(shí)，正極板轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸瘉嗘嚒睳i(OH2)〕，負(fù)極板轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸�鎘〔Cd(OH)2〕，電解液多選用氫氧化鉀（KOH）溶液。
　　金屬-空氣電池
　　以空氣中的氧氣作為正極活性物質(zhì)，金屬作為負(fù)極活性物質(zhì)的一種高能電池。使用的金屬一般是鎂、鋁、鋅、鎘、鐵等；電解質(zhì)為水溶液。其中鋅�部諝怆姵匾殉蔀槌墒斓漠a(chǎn)品。
　　金屬-空氣電池具有較高的比能量，這是因?yàn)榭諝獠挥?jì)算在電池的重量之內(nèi)。鋅�部諝怆姵氐谋饶芰渴乾F(xiàn)生產(chǎn)的電池中最高的，已達(dá)400瓦·小時(shí)／千克（Wh／kg），是一種高性能中功率電池，并正向高功率電池的方向發(fā)展。目前生產(chǎn)的金屬-空氣電池主要是一次電池；研制中的二次金屬-空氣電池為采用更換金屬電極的機(jī)械再充電電池。由于金屬-空氣電池工作時(shí)要不斷地供應(yīng)空氣，因此它不能在密封狀態(tài)或缺少空氣的環(huán)境中工作。此外，電池中的電解質(zhì)溶液易受空氣濕度的影響而使電池性能下降；空氣中的氧會(huì)透過(guò)空氣電極并擴(kuò)散到金屬電極上，形成腐蝕電池引起自放電。
　　納米電池
　　納米即10-9米,納米電池即用納米材料(如納米MnO2,LiMn2O4,Ni(OH)2等)制作的電池,納米材料具有特殊的微觀結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能(如量子尺寸效應(yīng),表面效應(yīng)和隧道量子效應(yīng)等。目前國(guó)內(nèi)技術(shù)成熟的納米電池是納米活性碳纖維電池。主要用于電動(dòng)汽車，電動(dòng)摩托，電動(dòng)助力車上。該種電池可充電循環(huán)1000次，連續(xù)使用達(dá)10年左右一次充電只需20分鐘左右，平路行程達(dá)400km，重量在128kg，已經(jīng)超越美日等國(guó)的電池汽車水平。它們生產(chǎn)的鎳氫電池充電約需6-8小時(shí)平路行程300km。