为了理解电池是怎样把化学能转化为电能的，以经典的丹尼尔原理电池单体化学反应为例进行介绍。

Cu²⁺+Zn→Cu+Zn²⁺ （3-1）

在式（3-1）所示的化学反应中，Cu²⁺和Zn²⁺在25℃的标准自由能ΔG是-212kJ/mol。根据热力学的知识（化学反应总是沿着自发的方向进行），如果把Zn加入Cu²⁺溶液中，Cu就会沉淀出来了。该化学反应就是从含有Zn的矿石中提取出Cu的常用方法。在金属冶金应用中，化学反应包含的化学能是不可利用的，能量以热能的形式被消耗掉。

式（3-1）可以分解为两个电化学反应步骤完成：

Cu²⁺+2e^-→Cu （3-2）(www.daowen.com)

Zn→Zn²⁺+2e^- （3-3）

图3-1 动力电池分类

见式（3-1）从电解液提取Cu的反应过程中，两个反应在Zn表面同时发生，然而，如果Zn和Cu处于独立的两个元件中，那么反应式（3-2）和反应式（3-3）就必须在两个不同的位置（电极）发生，而且只有在有电流连接两个电极的情况下反应才能继续进行。在这种情况下，电子的流动是可以利用的。这就是著名的丹尼尔电池单体反应，如图3-2所示，该反应可以通过控制正、负极的连接状态实现有效控制，使化学能按需转化为有用的电能。