干电池的电压为什么都是1.5V的？

我们的生活中有各种各样的电池，最常用的是那种小棍子似的干电池，干电池有大有小，还有各种品牌，但无论什么样的干电池，电压大部分都是1.5V，这是为什么呢？

 

　　这和电池里面的那些东西有关。我们常用的电池又叫做锌锰干电池，如果你纵向剖开一节干电池，你就会发现它的中间是一根乌漆墨黑的小圆柱体，这是一根充当正极的石墨棒，石墨棒外面有很多MnO2和炭黑组成的混合物，此外，还有一堆黏糊糊的东西，它们是NH4Cl，最外层是由锌制成的筒子，充当着负极的角色，在锌筒和NH4Cl之间还隔着多孔纸作为隔离层。

　　干电池在工作的时候，负极的锌失去电子，电子沿着电路中的导线一路抵达正极，也就是碳棒处，碳棒再把电子传递给NH4Cl，NH4+获得电子后变成NH3和H2。这里可能有人要提出疑问，不对啊，电流不都应该是从正极流向负极么，怎么这里的电子是从负极往正极跑？因为我们规定，电流的方向是正电荷流动的方向，而电子带负电，所以电子是按照电流的反方向运动的。

 

　　用化学反应方程式来表示，正极处发生的反应是：Zn-2e-=Zn²⁺

 

　　负极处发生的反应是：2NH₄⁺+2e^-=2NH₃+H₂

 

　　总反应是：Zn+2NH₄⁺=Zn²++H₂+2NH₃

 

　　电池中的MnO₂可以与H₂发生反应，生成MnO(OH)，消除H₂在电极处的聚集；Zn²⁺可以与NH₃极反应，生成[Zn(NH₃)₄]²⁺，消除NH₃在电极处的聚集，使反应更流畅。

 

　　而电池的电压正是由正负极的化学反应确定的，从物理化学(物理化学是一门专门的学科，它就叫“物理化学”而不是“物理和化学”)中我们可以知道，电池的正负极都有各自的标准电极电势，而电压正是这两个标准电极电势的差值。你可以把标准电极电势理解为两个高度不同的台阶，台阶高度的差值就是电压，锌锰电池中，正极的标准电极电势为+0.7710V，负极为-0.7628V，差值为(+0.7710)-(-0.7628)=1.5338V，也就是我们电池上标的电压。

 

　　由此我们可以看出，一个电池的电压不是由它的外形和品牌决定的，而取决于它里面的化学物质，因为我们常用的电池都是锌锰电池，所以电压都是1.5V，而其它种类的电池，比如铅蓄电池，因为反应物质不同，它的电压就是2V。

 

　　最后特别说一句，如果你想拆开你家的电池研究它的内部结构，请务必在专业人员的陪同下操作，千万不可以自己动手，以防有毒物质泄露。