把化學能、光能、熱能、核能等直接轉換為電能的裝置。如化學電池、太陽電池、溫差電池、核電池等，其中化學電池通常簡稱電池。
化學電池在工作時，電池由正極經過外電路流到負極，而在電解液內，正負離子則分別向兩極遷移，電流從負極流到正極，這叫做電池的放電。放電時，電池的兩個電極上都有化學反應，放電過程一直進行到電路斷開或者一種化學反應物質耗盡。
電池的一個重要的性能參數是其電動勢，電動勢等於單位位正電荷由負極通過電池內部移到正極時電池內非靜電力（化學力）所作的功。電動勢取決於電極材料的化學性質，與電池大小無關。電池放電後，由於電極上的化學反應，產生不導電的氣體如氧等覆蓋在電極表面上，電動勢隨即降低，這叫做電池的極化現象，可用去極化劑等法消除極化。電池的另一個性能參數是它的內阻，電池的電極面積越大，內阻越小。
電池的能量儲存有限，電池所能輸出的總電荷量叫做它的容量，通常用安培小時作單位，它也是電池的一個性能參數。電池的容量與電極物質的數量有關，即與電極的體積有關。
實用的化學電池可以分成兩個基本類型：原電池與蓄電池。原電池制成後即可以產生電流，但在放電完畢即被廢棄。蓄電池又稱為二次電池，使用前須先進行充電，充電後可放電使用，放電完畢後還可以充電再用。蓄電池充電時，電能轉換成化學能；放電時，化學能轉換成電能。
原電池 濕電池 歷史上，1836年發明的丹聶耳電池和約在1865年發明的勒克朗謝電池，都是濕電池（圖1，圖2）。
在丹聶耳電池中，負極是浸在硫酸鋅溶液中的鋅極，正極是浸在硫酸銅溶液中的銅極，兩種溶液盛在同一個容器裡，中間有多孔的陶器杯隔開，使兩種溶液不易滲混而離子可以自由通過，在鋅極處，鋅原子成為鋅離子進入溶液，使鋅極帶負電；在銅極處，溶液中的銅離子沉積到銅極上，使銅極帶正電。電池中的總化學反應為
Zn++ ＋CuSO4─→ZnSO4＋Cu++ 。
在勒克朗謝電池中，正極是碳棒，負極是鋅棒，電解液是氯化銨溶液。用二氧化錳粉與顆粒狀碳粒或石墨裝在多孔陶器杯內包圍鋅棒，作為去極化劑。
人們早期使用過這種裝有電解液的原電池，但今天大量使用的是幹電池，電解液吸收在糊狀物中。它是勒克朗謝電池的改進。
幹電池 常用的一種是碳－鋅幹電池（圖3）。負極是鋅做的圓筒，內有氯化銨作為電解質，少量氯化鋅、惰性填料及水調成的糊狀電解質，正極是四周裹以摻有二氧化錳的糊狀電解質的一根碳棒。電極反應是:負極處鋅原子成為鋅離子（Zn++），釋出電子，正極處銨離子 (NH4+)得到電子而成為氨氣與氫氣。用二氧化錳驅除氫氣以消除極化。電動勢約為1.5伏。
蓄電池 種類很多，共同的特點是可以經歷多次充電、放電循環，反復使用。
鉛蓄電池 最為常用，其極板是用鉛合金制成的格柵，電解液為稀硫酸（圖4）。兩極板均覆蓋有硫酸鉛。但充電後，正極處極板上硫酸鉛轉變成二氧化鉛，負極處硫酸鉛轉變成金屬鉛。放電時，則發生反方向的化學反應。充電、放電的化學反應是
鉛蓄電池的電動勢約為2伏，常用串聯方式組成6伏或12伏的蓄電池組。電池放電時硫酸濃度減小，可用測電解液比重的方法來判斷蓄電池是否需要充電或者充電過程是否可以結束。
鉛蓄電池的優點是放電時電動勢較穩定，缺點是比能量（單位重量所蓄電能）小，對環境腐蝕性強。
鐵鎳蓄電池 也叫愛迪生電池。鉛蓄電池是一種酸性蓄電池，與之不同，鐵鎳蓄電池的電解液是堿性的氫氧化鉀溶液，是一種堿性蓄電池。其正極為氧化鎳，負極為鐵。充電、放電的化學反應是
電動勢約為1.3～1.4伏。其優點是輕便、壽命長、易保養，缺點是效率不高。
鎳鎘蓄電池 正極為氫氧化鎳，負極為鎘，電解液是氫氧化鉀溶液，充電、放電的化學反應是
其優點是輕便、抗震、壽命長，常用於小型電子設備。
銀鋅蓄電池 正極為氧化銀，負極為鋅，電解液為氫氧化鉀溶液，充電、放電的化學反應是
。
銀鋅蓄電池的比能量大，能大電流放電，耐震，用作宇宙航行、人造衛星、火箭等的電源。充、放電次數可達約100～150次循環。其缺點是價格昂貴，使用壽命較短。
燃料電池 一種把燃料在燃燒過程中釋放的化學能直接轉換成電能的裝置。與蓄電池不同之處，是它可以從外部分別向兩個電極區域連續地補充燃料和氧化劑而不需要充電。燃料電池由燃料（例如氫、甲烷等）、氧化劑（例如氧和空氣等）、電極和電解液等四部分構成。其電極具有催化性能，且是多孔結構的，以保證較大的活性面積。工作時將燃料通入負極，氧化劑通入正極，它們各自在電極的催化下進行電化學反應以獲得電能。
在氫氧燃料電池中，電解液是氫氧化鉀水溶液。在電池的負極進行氫的氧化反應
H2+2OH-─→ 2H2O+2e；
在電池的正極進行氧的還原反應
O2+2H2O+4e ─→ 4OH-。
總的化學反應是:
2H2+O2─→ 2H2O。
這就是氫氧的燃燒反應。所以它叫做氫氧燃料電池。
燃料電池把燃燒反應所放出的能量直接轉變為電能，所以它的能量利用率高，約等於熱機效率的2倍以上。此外它還有下述優點:①設備輕巧；②不發噪音，很少污染；③可連續運行；④單位重量輸出電能高等。因此，它已在宇宙航行中得到應用，在軍用與民用的各個領域中已展現廣泛應用的前景。
太陽電池 把太陽光的能量轉換為電能的裝置。當日光照射時，產生端電壓，得到電流，用於人造衛星、宇宙飛船中的太陽電池是半導體制成的（常用矽光電池）。日光照射太陽電池表面時，半導體PN結的兩側形成電位差。其效率在百分之十以上，典型的輸出功率是5～10毫瓦每平方厘米（結面積）。
溫差電池 兩種金屬接成閉合電路，並在兩接頭處保持不同溫度時，產生電動勢，即溫差電動勢，這叫做塞貝克效應（見溫差電現象），這種裝置叫做溫差電偶或熱電偶。金屬溫差電偶產生的溫差電動勢較小，常用來測量溫度差。但將溫差電偶串聯成溫差電堆時，也可作為小功率的電源，這叫做溫差電池。用半導體材料制成的溫差電池，溫差電效應較強。
核電池 把核能直接轉換成電能的裝置(目前的核發電裝置是利用核裂變能量使蒸汽受熱以推動發電機發電，還不能將核裂變過程中釋放的核能直接轉換成電能）。通常的核電池包括輻射β射線（高速電子流）的放射性源（例如鍶-90），收集這些電子的集電器，以及電子由放射性源到集電器所通過的絕緣體三部分。放射性源一端因失去負電成為正極，集電器一端得到負電成為負極。在放射性源與集電器兩端的電極之間形成電位差。這種核電池可產生高電壓，但電流很小。它用於人造衛星及探測飛船中，可長期使用。
參考書目
G.W. Vinal， Primary Batteries，John Wiley & Sons， New York，1950.
G.W.Vinal， StoRage Batteries， 4th ed.，John Wiley & Sons， New York，1955.
K. R. Williams， An Introduction to Fuel Cells，Elsevier， Amsterdam， 1966.