题主这个问题的答案其实很简单:既然电池都是利用氧化还原的原理制作而成的,那么可想而知,电池的充电与放电进程所关联的就是参与反应的化学物质质量了。
我们就以中学化学所学的原电池来讨论吧。
看下图:
图1:铜-锌原电池
在图1中,我们看到左边容器里插入的是铜棒,右边容器里插入的是锌棒,它们在各自的稀硫酸溶液中形成了硫酸铜和硫酸锌,并离解为
和
电解质。
于是,
之间及
之间就出现了电势差,我们把这种电势差叫做电极电位。见下图:
图2:部分金属材料的电极电位
我们看到,图2中铜的电极电位是0.3419V,锌的电极电位是-0.7618V。两者合并得到电池电动势,E=0.3419-(-0.7618)=1.1037V。
现在,我们用盐桥把图1的两个容器连接起来,再用导线连接了电流表和电阻,我们发现导线中有电流流过。
注意图1中,铜是正极,锌是负极,并且电流方向和电子流方向是相反的:电子流方向是从负极流到正极,而电流方向是从正极流到负极。
在这个过程中,锌不断地被腐蚀掉,它离解为
,同时提供出2个电子;而铜离子则接收电子,本身被还原。
这就是氧化还原反应。左右两个容器中的半反应表达式见图2。
我们很容易想到,原电池的放电过程其实就是消耗锌的过程,而充电过程其实就是把
还原为元素锌的过程。
题主的问题是:(电池)充电是充什么?电压电流?
回答是:电池充电就是电解质的还原过程,电压和电流的方向见图1。
对于图1,充电其实就是锌离子还原为金属锌。
因为充电时氧化过程还在进行,所以充电电压要高于放电电压。
关于氧化还原反应的详细分析讨论,与主题无关,略去。