電化學的應用領域

因為電化學涉及電子傳遞的化學反應，所以應用領域十分廣泛。以下簡述幾種主要的應用。

電鍍

電鍍是在制品的外表上產生一層均勻金屬薄膜的技術，其原理是將鍍件當成陰極，浸于含欲鍍金屬離子的電解液中，另一端置適當陽極，而施加直流電，當鍍件表面偏壓至較負的電位時，金屬離子便會還原成金屬原子而沉積在物體表面上。

電鍍可以增加物品的光澤，達到美觀的效果兼防止銹蝕，如餐具、汽機車的零件等?；蛑挥脕矸乐逛P蝕，如馬口鐵、鍍鋅的纜線繩索等。也可鍍硬鉻以提高表面硬度，增加耐磨耗性。

電鍍技術中，銅電沉積是近年內工業界最重要的技術之一。目前，銅沉積層用在許多領域，如印刷電路板材料電解銅箔、超大規模集成電路里銅金屬化制程、印刷電路板穿孔電鍍與銅金屬凸塊制程等。

銅金屬薄膜有許多沉積技術，如電鍍法、物理氣相沉積、雷射退火回流法以及化學氣相沉積法等。其中，電鍍法（電沉積銅）具有低成本、高產率、高質量的銅膜、良好的孔洞填溝能力等，優點最多。

無電電鍍是沉積薄膜金屬層的另一種電化學方法。就是在無需外加電壓的情形下，把溶液中的金屬離子藉由自動催化的化學反應方式，沉積在固體表面上。這種反應程序與電鍍極為類似，不同的是反應發生時，電子傳遞并不經由外部導線，而是藉由溶液中的物質在固體表面上發生反應的同時，直接進行傳遞。

無電電鍍的基本原理，乃是利用與金屬離子與共同存在于鍍液中的還原劑，在固體表面上，藉由化學反應將金屬離子還原成固態金屬，而逐層沉積于固體表面上。由于此氧化還原反應僅在具有活性物質的固態表面上發生，故無電電鍍的施行，并不會因為鍍件的表面形狀、大小或是否導電等因素而受到限制。因此，若想要在非導體如硅晶圓或塑料等的表面上沉積金屬層，利用無電電鍍是一種兼具便利與效率的方法。

電池

電池是一種將化學能轉換成電能的裝置，因具有可攜帶、多種組合、高能量密度，以及無排放噪音與廢氣的優點，所以應用范圍很廣。

伏特電池可以說是今日電池的起源，其后的一個重要發展則是丹尼爾以鋅（負極）浸于稀酸電解質與銅（正極）浸于硫酸銅溶液所形成的丹尼爾電池，改善了原本電池電流遞減的缺點，增進連續放電時的性能。

后來，電池性能不斷地改進，在一八六四年時，勒克朗舍提出了勒克朗舍電池，并幾經改良，成了現今一般干電池工業的主軸與一次電池工業的基礎。然而一次電池受限于放電后即無法再使用的困擾，可反復使用的二次電池因而誕生。二次電池始于一八五九年普朗特所發明的鉛酸蓄電池，因技術的開發與改進，又陸陸續續有鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池等的出現。

今日，電池的改進與新式電池的發明仍然持續進行中，像是鋰離子電池、高分子鋰電池、燃料電池、太陽能電池等，隨時因應不同時代人們的需求。

關于電池的分類，可以透過電池本身的充放電特性與工作性質大致區分為一次電池、二次電池與燃料電池。

一次電池僅能使用一次，無法透過充電的方式再補充已被轉化掉的化學能。此類電池常見的有干電池、水銀電池與堿性電池等。一次電池的應用最早也最廣泛，市面上販賣的不可充電電池幾乎皆屬此類。

二次電池所指的就是可以重復使用的電池，透過充電的過程，使得電池內的活性物質再度回復到原來的狀態，因而能再度提供電力。這類電池有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池，以及鋰離子電池和高分子鋰電池等。

燃料電池與前述兩者有相當大的不同，又稱為連續電池。它的特色是陰、陽兩極并無活性物質，而是透過外部的系統提供，所以只要持續地提供活性物質，電池就可以持續地放電。在陽極部分，真正進行氧化反應的是空氣或氧氣；而陰極部分則是以氫或煤氣等為主。此類電池尚在發展中，且受限于體積較大，主要用在發電機組上或作為備用能源。近來由于技術的提升，有逐漸小型化的趨勢，并運用于電動車輛等領域。

此外，若以電池中電解液的酸堿度來區分，則電池的種類又可以分為堿性、酸性以及中性電池。上面所提及的都是將化學能轉換成電能的電池，如果我們所使用的是太陽能轉換成電能的電池，那就是太陽能電池了。

電池的發展導因于我們對生活的需求，因此，隨著各種科技產品與各式攜帶型電子產品等的開發，以及對環境保護的要求，現有電池的生態勢將產生極大的改變。

電雙層電容器

當我們在二電極施加一電壓時，在電極和電解質二者接觸的界面極小厚度內，正負電荷會呈現相對排列，而形成雙電荷層現象，此時二電極間的系統類似于二次電池的充電過程。而當二電極所施加的電壓去除時，雙電荷層中原先所累積的電荷便會往溶液中移動，產生電荷中和，并釋放出能量，此時二電極間的系統類似于二次電池的放電過程。

上述系統因為具有利用電雙層原理來儲存預備的能量，故稱為電雙層電容器。又因為此類電容器具高放電能力、充電時間快且比傳統電容器高出數百倍的電容量等特性，所以也稱為超高電容器。它的發展源于一九九○年代，是一種新型的儲能組件，具有介于電池和傳統電容器之間的特性。

這種超高電容器與二次電池相比，因為在充放電時，只是將溶液中的電荷吸附在電極表面上，并無任何伴隨的化學反應發生，所以可以用大電流進行急速充放電。目前，電雙層電容器不僅能作為電流1安培以下的供電組件，也可以作為電流1安培以上大的供電組件。超高電容器在很寬的溫度范圍內，表現出穩定的充放電特性，并不會像電池有嚴苛的溫度限制；與電池相比，也較不容易起火，危險性很小；另外，對環境也不會產生污染。

電雙層電容器的發展，目前正逐漸使其在某些情況下，能代替電池或者是將電雙層電容器和電池組合應用，以便用于需要大功率、大電流的產品上，如家電、計算機、汽車、自動控制、特種、太空等。