電池已經是我們生活中不可或缺的用品了，在你為手機、筆電、平板裡的電池插上充電線充電時，有曾想過電池充電是如何進行嗎?
當電池充飽電，拔下插頭開始放電時反應又是如何進行的呢?
其實電池的充電與放電都是一系列的電化學反應，顧名思義是電能與化學能的相互轉換。我們可從內電路與外電路來介紹電池充電與放電時電子與離子的移動，外電路由導線、各式電器組成，內電路則為電池內部，有正極、負極電池材料、將兩分隔開的隔離膜(Separator)。
正極材料以Na3V2(PO4)3化合物、負極材料以NaTi2(PO4)3化合物作為例子。
充電過程中正極材料之過渡元素(V3+)發生氧化反應(V3+→V4+)，釋出鈉離子及電子，鈉離子經由電池內部隔離膜到達負極，而電子則由外電路經過電器到達負極。此時負極材料之過渡金屬發生還原反應(Ti4+→Ti3+)，鈉離子儲存於材料之中。
反之，放電過程中正極材料之過渡金屬元素發生還原反應(V4+→V3+)，鈉離子從負極材料中離開，經過隔離膜後嵌入正極材料中，電子從負極經由外電路至正極材料。負極材料則會發生氧化反應(Ti3+→Ti4+)，鈉離子與電子從材料中嵌出。
最後我們可以發現無論充電與放電的完整化學式(Overall)都只有正極與負極材料，只是鈉離子(Na+)的數量有變化，充電時正極鈉離子數量減少、負極鈉離子數量增加；放電時正極鈉離子數量增加、負極鈉離子數量減少。透過一次次的電化學反應，電池才能持續提供電能給你我使用。
