初中时，我有一部黄色的随身听。我给它准备了3对充电电池轮番上阵，这样，当周杰伦的声音突然变得缓慢时，我知道总有电池可以更换。后来，我有了MP3和手机，就渐渐不再听随身听了，需要经常充电的，也从圆柱形的5号电池换成了扁扁的锂电池。在我看来，世上无法逃避的事情，除了死亡和交税，还有给电池充电。
不是每一节电池都叫可充电电池
电池是生活中再常见不过的物品了。它进入人类世界已有200年的历史。早在1800年，意大利科学家亚历山德罗·伏特（Alessandro Volta）就发明了“伏打电堆”。伏打电堆由很多个单元堆叠而成，每个单元都有一块铜板和一块锌板，中间由一块浸有盐水的布隔开。时至今日，生活中常见的碱性电池、铅酸电池、锂电池等电池，都与古老的伏打电堆共享着同样的工作原理：通过氧化还原反应将自己储存的化学能转化为电能。
描绘伏特（左）向拿破仑（右）展示伏打电堆的画作。图片来源：66south.com
这一看似神奇的过程其实并不复杂。一块电池主要由正极、负极和电解液三部分组成。当电池与外电路联通时，负极一端就开始发生氧化反应，释放出电子；正极一端则发生还原反应，正好需要补充电子。由于电解液将两极隔开，只允许离子流动，不允许电子流动，于是电子通过外电路从负极流向正极，形成电流做功，化学能也藉此转化成了电能。
原电池示意图。阳极（Anode）与阴极（Cathode）与外电路连接，浸泡在电解液中，电池工作时，电流从阴极流向阳极。因此此处，阳极和负极是同一电极，阴极与正极是同一电极。图片来源：Arumugam Manthiram, Smart Battery MaterialsIn, CRC Press, 2009, pp. 8.
但如果用一次性电池为随身听供电，那么一张专辑刚刷几遍，电池就该扔了。一次性电池的电化学反应是不可逆的，也就是说，化学能转化为电能的旅程只能一条路走到黑，电量用尽，电池也没用了。能不能来一种可以重复使用的电池？
这种“得寸进尺”的需求，最终促成了世界上最早的可充电电池——铅酸电池的诞生。它由法国物理学家加斯顿·普兰特（Gaston Planté）于1859年发明。可充电电池采用的是可逆的电化学反应，只要施加外电压，改变电子流动的方向（从正极流向负极），电池两极就会发生与放电时方向相反的化学反应，仿佛“返老还童”，最终重新充满电力。
这项发明影响之深远令人不服不行——时至今日，人们在启动汽车引擎时使用的蓄电池依然是铅酸电池。铅酸电池的负极与正极分别采用海绵铅及二氧化铅，电解液使用稀硫酸。它可以提供很大的电流，价钱也不贵，但就是体积太大了些。
