伏打電堆是由幾組圓板對(duì)堆積而成，每一組圓板包括兩種不同的金屬板。所有的圓板之間夾放著幾張鹽水泡過的布，潮濕的布具有導(dǎo)電的功能。伏打進(jìn)一步試驗(yàn)不同金屬對(duì)所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)效果，得到以下的關(guān)系；

Zn--pb--Sn--Fe--Cu--Ag--Au

同時(shí)他也試過不同的導(dǎo)電液，后來就用稀硫酸液代替鹽水。至于電堆的原理，伏打則認(rèn)為是由于金屬接觸的機(jī)械原因所導(dǎo)致的，一直到后來赫爾姆霍茲才指出這是錯(cuò)誤，而認(rèn)為這是化學(xué)作用所引起的。在不同金屬與電解質(zhì)溶液間兩兩接觸之后，溶液中的離子形成定向移動(dòng)從而產(chǎn)生電流。1800年伏打?qū)⑹畮啄暄芯砍晒?，寫成一篇論文《論不同金屬材料接觸所激發(fā)的電》，寄給英國(guó)皇家學(xué)會(huì)，不幸受到當(dāng)時(shí)皇家學(xué)會(huì)負(fù)責(zé)論文工作的一位秘書尼克爾遜有意的擱置，后來伏打以自己名義發(fā)表，終于使尼克爾遜的竊取行為遭受學(xué)術(shù)界的唾棄。

伏打電池的原理

伏打電池的原理為：在食鹽水中，金屬鋅和金屬銀的電勢(shì)不同，存在一個(gè)電勢(shì)差，當(dāng)金屬鋅和金屬銀之間以一個(gè)導(dǎo)體（通常為金屬）聯(lián)通時(shí)，電子就會(huì)從電勢(shì)低的一段端向電勢(shì)高的一端移動(dòng)，形成電流，而使電路中的電燈泡發(fā)亮。伏打電池中電極的電動(dòng)勢(shì)通常通過能斯特方程來計(jì)算。

影響伏打電池工作效率的因素有很多，比如電極材料，電極狀態(tài)，電解質(zhì)溶液種類，電解質(zhì)溶液濃度，鹽橋等都會(huì)對(duì)伏打電池的工作效率產(chǎn)生影響。鹽橋的主要作用是可以減小不同電解質(zhì)之間的液接電勢(shì)。

在伏打之前，人們只能應(yīng)用摩擦發(fā)電機(jī)，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)以發(fā)電，再將電存放在萊頓瓶中，以供使用，這種方式相當(dāng)麻煩，所得的電量也受限制。伏打電池的發(fā)明改進(jìn)了這些缺點(diǎn)，使得電的取得變成非常方便，電氣所帶來的文明，伏打電池是一個(gè)重要的起步，他帶動(dòng)后續(xù)電氣相關(guān)研究的蓬勃發(fā)展，后來利用電磁感應(yīng)原理的電動(dòng)機(jī)，和發(fā)電機(jī)研發(fā)成功也得歸功於它，而發(fā)電機(jī)之后電氣文明的開始，導(dǎo)致第二次產(chǎn)業(yè)革命改變?nèi)祟惿鐣?huì)的結(jié)構(gòu)。

丹麥丹尼爾（J.F.Daniell）和勒克蘭社（Leclanche）發(fā)明鉛電池。西元1859年，普蘭特（R.L.G.plante）發(fā)明鉛蓄電池。

英國(guó)的化學(xué)家漢弗萊·戴維（HumphryDavy1778..1829）后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)了幾種堿金屬，導(dǎo)致電氣化學(xué)工業(yè)的興起。戴維在電流的磁效應(yīng)上面的研究有過重要的貢獻(xiàn)，著名的物理大師法拉第，曾經(jīng)在戴維實(shí)驗(yàn)室當(dāng)助理學(xué)習(xí)。

伏打電堆（電池）的發(fā)明，提供了產(chǎn)生恒定電流的電源化學(xué)電源，使人們有可能從各個(gè)方面研究電流的各種效應(yīng)。從此，電學(xué)進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期電流和電磁效應(yīng)的新時(shí)期。

直到現(xiàn)在，我們用的干電池就是經(jīng)過改良后的伏打電池。干電池中用氯化銨的糊狀物代替了鹽水，用石墨棒代替了銅板作為電池的正極，而外殼仍然用鋅皮作為電池的負(fù)極。

伏打電池的優(yōu)點(diǎn)

伏打電池雖然實(shí)用價(jià)值不大，但它有明顯的優(yōu)點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單；

（2）取材容易；

（3）工藝要求不高。

伏打電池的電流為何很快減小

若用伏打電池給小燈泡供電做演示實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，小燈泡發(fā)亮，但很快就暗下來了，這表明通過燈絲的電流迅速地減弱。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？

要回答這個(gè)問題，還是先看看伏打電池的工作情況。在伏打電池里，鋅板浸在稀硫酸溶液里，帶正電荷的鋅離子（Zn2+）進(jìn)入溶液，把電子留在鋅板上，使鋅板帶負(fù)電。脫離鋅板的鋅離子由于受到鋅板上負(fù)電荷的靜電吸引作用，而聚集于接觸面周圍的非常狹小的區(qū)域內(nèi)，結(jié)果在鋅板與溶液之間形成電偶極層。

電偶極層的電勢(shì)差達(dá)到最大值，即鋅與稀硫酸的接觸電動(dòng)勢(shì)，約為0.76伏。浸在稀硫酸溶液里的銅板，使得溶液里的氫離子（H+），吸收銅板上的電子，成為氫氣上升到液面逸出，銅板上因失去電子而帶正電。溶液中的硫酸根離子由于受到銅板上正電荷的靜電吸引作用，而聚集于接觸面周圍的狹小區(qū)域內(nèi)，結(jié)果在銅板與溶液之間形成另一個(gè)電偶極層。電偶極層的電勢(shì)差達(dá)到最大值，即銅與稀硫酸的接觸電動(dòng)勢(shì)，約為0.34伏。所以，當(dāng)取銅板和鋅板為伏打電池的正負(fù)極時(shí)，電動(dòng)勢(shì)等于兩個(gè)接觸電動(dòng)勢(shì)之和，即0.76伏+0.34伏=1.10伏。

當(dāng)在伏打電池的外電路接上一個(gè)小燈泡時(shí)，起初小燈泡很亮，通過的電流比較大。在通過電流的過程中，兩個(gè)極板上的凈電荷減少，電偶極層處的電場(chǎng)強(qiáng)度減弱，但化學(xué)反應(yīng)不斷進(jìn)行，銅板上的氫氣泡大量產(chǎn)生，來不及上升，而附著在銅板的外表面上。

氫氣是絕緣體。銅板上的氫氣泡，一方面減少了銅與溶液的接觸面積，由電阻定律可知電池的內(nèi)電阻增大；另一方面，銅板上有了一層氫氣泡以后，跟稀硫酸溶液接觸的不再是銅，而是氫，這就改變了正極板的性質(zhì)。氫跟稀硫酸的接觸電動(dòng)勢(shì)很小，通常看做等于零。這樣電池的電動(dòng)勢(shì)等于鋅跟稀硫酸的接觸電動(dòng)勢(shì)與氫跟稀硫酸的接觸電動(dòng)勢(shì)之和，約為0.76伏。所以由于氫氣泡在銅板上的集聚，電池的電動(dòng)勢(shì)減少，內(nèi)電阻增大，流過小燈泡的電流迅速減少。（當(dāng)然氫離子濃度減小，也有一定的影響。）為了減少因氫氣泡集聚而引起的極化現(xiàn)象，通常加入去極化劑重鉻酸鉀。