原电池是利用两个电极之间的电位差产生电位差，使电子流动产生电流的装置，是将化学能转化为电能的装置。由于各类一次电池氧化还原反应的可逆性较差，放电后不能重复使用，故又称为一次电池。

以铜锌电池为例，说明原电池发电的机理。如图12-1所示，这种电池由一个“半电池”组成，它由一个插入CuSO4溶液中的铜电极和一个插入ZnSO4溶液中的锌电极组成。两个半细胞由一个倒U形管连接，管内充满由饱和KCl溶液和琼脂制成的凝胶，称为“盐桥”。此时，如果两极用导线连接，中间串联一个电流表，电流表指针会偏转，表示线路中有电流通过。同时可以观察到锌片开始溶解，铜沉积在铜片上。

从观察到的实验现象，我们进一步讨论了该器件产生电流的原因。按照金属置换的顺序，锌比铜活泼，锌容易失去两个电子而氧化成Zn2并进入溶液Zn Zn2 +2e，将电子留在锌电极上，使锌电极带负电，故称为“负极”。如果锌电极和铜电极用导线连接，此时，电子通过导线从锌电极流向铜电极，铜电极周围的Cu2从铜电极获得电子，还原成金属铜Cu2+2ecu，沉积在铜电极上，铜电极称为“正极”。为了维持两杯溶液的电中性，盐桥开始导通电池内部电路。Cl-离子从盐桥扩散到左侧溶液中，这与从锌电极溶解的Zn2的正电荷平衡，K从盐桥扩散到右侧溶液中，这与Cu2作为金属铜沉积留下的SO42-离子的负电荷平衡。这样锌的溶解和铜的沉淀才能继续，电流才能继续流动。因此，流经整个系统的电流是由金属导体中的自由电子和溶液中的离子的迁移以及伴随的电极和溶液界面处的氧化和还原反应进行的。

电池通常用符号来表示。上述铜锌电池可以表示如下：

锌|硫酸锌(1M)| |硫酸铜(1M)|铜

习惯上把负极及相关溶液体系(表示浓度)写在左边，正极及相关溶液体系(表示浓度)写在右边。也就是说，需要左电极进行氧化反应，右电极进行还原反应。

单线“|”表示锌电极和硫酸锌溶液之间的界面，以及铜电极和硫酸铜溶液之间的界面。盐桥通常用双线“| |”表示，因为盐桥中有两个界面，即硫酸锌溶液与盐桥的界面和盐桥与硫酸铜溶液的界面。

任何自发的氧化还原反应，原则上都可以设计成电池(气体不能直接作为电极，必须附着惰性金属(如铂)。写气体电极时，必须注明气体压力。例如，氢电极写为：

PtH2(1大气压)| h (0.1m)

其中一个重要的条件是将氧化和还原反应在两个电极上分开。否则，如果锌片直接与CuSO4溶液接触，锌片与Cu2会直接发生氧化还原反应，Zn+Cu2=Cu+Zn2。此时化学能不能转化为电能，而是以热的形式释放出来。

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