电是一种能量，电能有质量(重量)吗？同一块电瓶，满电时和亏电时的重量是否一样？

助力电动车已经相当普及，因此充电几乎就是每天都会发生的事情，当然好事的吃瓜群众也有一个刁钻的问题，根据质能方程，充电是一个电池吸收电能的过程，理论上来看电瓶的质量应该会增加，但事实上大家都知道，充电只是一个电化学发生过程，质量真的会增加吗？下文以铅酸电池为例来个简单说明。

铅酸电池的结构和充放电过程

铅酸电池是一种历史比较悠久的蓄电池，法国人普兰特于1859年发明了铅酸电池，经过150年的发展，现在已经应用到了各行各业，比如汽车启动电池，机房UPS电池，甚至你家里的电动助力车大都用的是铅酸电池。

典型的铅酸电池结构

铅酸电池的正极板主要成分是二氧化铅，负极板的主要成分是铅，充电状态下，两极的均有铅转换为硫酸铅。单格铅酸电池标准电压是2V，我们常用的12V铅酸电池是用6格2V的电池串联而成，一般情况下12V的电池充满电压为13.5V以上，可以放电到10.8V，也可以深度放电，但损伤电池。

• 铅酸电池充电过程

铅酸电池充电时，正极的二氧化铅材料在电解液（稀硫酸溶液）中水分子为媒介的作用下，与水生成可离解的不稳定物质一氧化铅，氢氧根离子在电解液中，铅离子则留在了正极板上，正极的一氧化铅中缺少电子！

铅酸电池的负极材料是铅，与电解溶液中的稀硫酸反应生成铅离子，转移到电解液稀硫酸中，因此负极上多了两个电子。

铅酸电池的充电反应过程

此时在接通正负极电极以前，正极板上缺少电子，而负极板上则有多余电子，两极之间存在电位差，这就是铅酸电池的电动势来历！

• 铅酸电池放电过程

放电时在两极板子的电位差作用下，负极板上的电子经过负载进入正极从而形成电流，与此同时电池内部的化学反应过程也同步开始，负极板上铅原子释放出两个电子后生成铅离子，和电解液中的硫酸根离子反应生成硫酸铅。正极板上的铅离子获得两个电子后成为二价铅离子，和电解液中的硫酸根离子反应在极板上生成硫酸铅。

铅酸电池放电过程

放电时电解液中硫酸的浓度下降，正负极板上的硫酸铅增加，铅酸电池的内阻加大，电池电动势降低，负载带动能力下降。

铅酸电池的充放电过程中质量会发生变化吗？

从点化学反应过程角度来看，充放电前后电池的质量是一致的，因为在充电过程中尽管有电子流经电池，但电池却不会多截留一个，当然放电时电池也不会少一个电子，假如将电池看成是一个封闭系统的话，里面啥都没有增加，当然也没有减少，因此从质量守恒角度来看，充放电前后电池质量是一致的！

但事实上这中间已经发生了能量交换，铅酸电池的充电效率大约是80%（锂离子电池可以大于97%），爱因斯坦的质能方程告诉我们，有能量发生的地方必定会产生质量变化，因此我们可以考虑下这个充电过程会产生多大的质量变化。

一节12V/100AH的UPS电池，其理论存放的电能约1200瓦/H，也就是1/3度电左右，如果按80%的效率计算，那么充电需要消耗大约1500瓦/H。

按1度(1kw·h)=3.6×10^6焦耳(J)计算，电池被充入的能量为1.2×10^6焦耳

电源消耗的总能量为：1.5×10^6焦耳。

那么E=mc2可以计算出总质量为：1.66×10^-11千克

电池获得的质量为1.34×10^-11千克

看起来电池还是变重了，尽管这个质量是任何一台天平都称不出来的。

电池的质量真的增加了吗？

其实您不要以为这事就完了，其实还没有，因为电池最终的质量最终还是减少了，因为电池在充放电过程中会发热导致电解液蒸发损失，另外还有一个电解的过程，这也导致氢气溢出，这可是一个危险的信号，因为氢气的爆炸弄度为4%-75.6%，范围极宽，当然你无需担心在家充电的电动车会在充电过程中氢气溢出，因为实在是太微量了，但蓄电池室的氢气溢出还是必须要考虑的。

大型电池室必须有良好通风

另外一个就是发热导致的水分蒸发，铅酸蓄电池的电解液硫酸浓度大致为1/3（硫酸：水），使用时间久了需要加蒸馏水，这就是水分蒸发或电解损失，这是可测量的质量，而因为充电增加的能量却只是理论可计算值，因此从宏观来看，蓄电池的质量还是减少了，而且充电一次少一次！

现在的生活几乎每天都要给手机、平板等充电，有些人可能思考过这样一个问题：电池充电后质量会不会发生变化？如果质量发生了变化，那变了多少呢？

常用的手机电池是锂离子电池，充电的时候从外界获得的电能转化为化学能储存在电池中，电池放电的过程就是将化学能转化为电能的过程。电池的充放电伴随着能量的增加或损失，在经典物理学中物体能量的变化不会导致质量的改变，也就是说电池的充放电不会使电池的质量发生改变。

1905年，爱因斯坦给出了著名的质能方程。质能方程主要用来计算核反应时的质量变化，这容易让人误以为质能方程只适用于核反应。其实质能方程给出了能量和质量之间的当量关系，能量和质量之间既然存在当量关系就意味着一个物体吸收了能量或者释放了能量就有相应的质量变化。比如一个物体的温度升高，就会对应着质量的变化；对一块电池进行了充电或者放电，电池的质量也会发生变化。

电池充放电后的质量变化可以通过质能方程计算出来。假如一块手机电池的容量为2000毫安时，这意味着这块电池以2000毫安的电流向外放电可以持续放电1个小时。这样可以计算出这块电池充满电时储存的电能Q=UIt=3.7V×2A×3600s=26640J。根据质能方程可以知道，26640焦耳的能量就等于电池损失的质量乘以光速的平方，可以计算出电池彻底放电损失的质量为2.96乘以十的负13次方千克。

这样的质量变化在日常生活中看起来实在是太小，所以一般情况下不必考虑。如果换一个角度看的话，这个质量也不能算小。质子的质量是1.67乘以十的负27次方千克，一个2000毫安时的手机电池彻底放电后损失的质量接近200万万万个质子的质量。

虽然爱因斯坦给出了质能转化公式，并且后来人也证明了质量和能量可以转化，但并不意味着所有的能量都可以直接转化成质量，也不以为着所有的质量可以随意转化成能量。对于常规的能量来说，其并不能转化为质量。

比如说电能，其存在形式多样。比如以电容器的形式存储、以化学能的形式存储等等。假如是以电容器的形式存储，则满电时就是一端排列了正电荷，一端排列了负电荷，形成电势差；放完电后每段正负电荷相等。也就是说，充电和亏电时物质是一样多的，仅仅是正负电荷的位置不一样了而已，这里面根本没有涉及到能量的转化，也没有质量的转化。

再比如化学电池，这种纯粹是化学能和电能之间的转换。本质上是分子原子排列顺序的改变，也没有涉及物质的多与少。所以，不论是亏电还是满电，质量都是一样的。再说，即便是电能可以转化为质量，那也是非常小的。根据质能公式，E=mc2，把能量转化为质量需要除以一个系数c2。就我们存储的一点电量，转化完也根本称不出来质量有所增加。

大家都知道三个夸克组成一个质子，然而三个夸克的质量加起来才占整个质子质量的7%，那么，剩下的93%去哪里了呢？答案是质子剩下93%的质量是有胶子这种无质量的物质提供的，也就是说，这里是胶子的能量提供的质量。这种情况下，质量和能量是等价的，但是像电能，和质量是不等价的，无法通过充放电相互转化。

电是一种能量，电能有质量(重量)吗？同一块电瓶，满电时和亏电时的重量是否一样？

这是一个很有意思的问题，电是我们日常生产生活中常见的承载能量形式，无论是照明、使用电器也好，还是手机充电、汽车充电，我们关心的就是耗电量多少，需要多少时间充完电等这些问题，而实际上电能的计量单位是千瓦时，与标准的能量单位焦耳之间有相应的换算关系，却没有听说使用重量的单位来表达电能的多少。现在我们就来分析一下电到底有没有质量呢？

常见的电池类型及其工作原理

电池的使用历史可以追溯到18世纪末，当时的人们已经可以制造出供储存静电的装置，这拉开了人类直接控制和使用“电能”的帷幕。在1799年，伏特通过实验，在盐水中分别放置锌板和银板，在连接两块金属板中测试出有电流通过，于是发明了人类历史上真正意义的电池。在随后的日子里，科学家们又通过大量的实验，通过替换电解液、电极材料等方式，对“原始电池”进行多次改良和优化。1887年，英国科学家赫勒森将电解液替换为胶状物质，从而发明了最早的干电池，为电池更广泛的应用奠定了坚实基础。

电池是一类可以将化学能、光能等能量形式转化为电能的装置，根据能量的转化方式可以将电池分为化学电池、光电池等，而我们日常生活中常见的电池绝大多数都是化学电池，也被称为干电池。

在化学电池中，又可以根据其工作性质，划分为一次电池、可充电电池、铅酸蓄电池、燃料电池等。

• 一次电池：在化学电池中，一次电池的应用最为广泛，当它们的电量耗尽之后，无法再进行充电，主要包括碱锰电池、锌锰电池、锂电池、银锌电池等等。

其主要工作原理是：正级使用碳棒为材料，外面包裹着石墨和二氧化锰混合物，混合物之物有一层纤维网，上面涂满较厚的由氯化氨和淀粉构成的电解质胶体，最后层是用锌层做的筒状包裹物作为负极。当电池放电时，氯化氨和锌发生电解反应，释放出一定量的电荷经中间的石墨传导给碳棒，从而通过闭合的电路完成电荷的转移。

• 可充电电池：目前市面上常用的环保型充电电池为镍氢电池，其正极为氢氧化镍，负极为储氢合金，即在一定条件下可以吸收氢气，一定条件能放出氢气的合金物质，通常以钛系、锆系、铁系或者稀土系合金为主。镍氢可充电电池的电解液使用的是氢氧化钾溶液。

其主要工作原理是：在充电时，储氢合金在电流作用下析出氢气，储存在电池内部，相应正极由氢氧化亚镍转化为氢氧化镍和水，在此过程中吸收电子实现电能的存贮。而在放电时，失去电子，负极的储氢合金消耗充电时产生的氢气，正极也由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。

• 铅酸蓄电池：其实严格意义上来说这也算是一种可充电电池，不过它与常用的镍氢电池结构很很大的不同，因此在分类上单独作以区分。铅酸蓄电池的正极主要成分是二氧化铅，负极的主要成分是铅，电解液主要成分是稀硫酸。

其主要工作原理是：在放电时，功能和干电池一样，两极分别发生氧化还原反应，生成硫酸铅，在此过程中，负极上的电子经过电路进入正极，形成电流。而在充电时，起到电解池的作用，在正、负极上的硫酸铅又被还原为硫酸、铅和氧化铅，并在负极上产生氢气，正极产生氧气，电解液中硫酸浓度逐渐增加，电池两端的电压逐渐上升，达到贮存电能的目的。

• 燃料电池：其正、负极不含有像其它电池那样的活性物质，只是提供化学反应的催化转换作用。其正极为燃料极，负极为空气极，中间的介质由可以形成离子导电体的电解质板所构成。

其主要工作原理是：通过特定的辅助装置，将燃料和空气分别输送进至燃料电池的正、负极之中，燃料气体中的氢气被分解为Ｈ元素和自由电子，其中Ｈ通过电解质与空气中的氧化发生化学反应，自由电子通过回路返回到负极，形成电流。

电会具有质量吗

电流从传输的形式来看，类似于气体和液体在空气中的流动过程，而从实质上来看，它是在电势差的作用下，导线内的原子电子发生能级跃迁，脱离原子核的束缚，推动所携带的能量一个接着一个、一层接着一层向外侧传递。如果单纯考虑电子的转移来看，在一个零电阻内导体流动的电流，共本身不会对外产生做功现象，因此没有能量的损耗，在这个封闭系统内，电荷的转移和循环并不会引发总能量的改变，因此也体现不出质量的变化。

而如果在有电阻的导体内流动的电流，按照爱因斯坦的质能方程，凡是发生能量变化的系统内，其总质量必须发生变化，其对应关系为：Ｅ＝m*c^2，从静止的状态看，质量和能量的这个关系式表达的是一种纯粹的对应关系，也就是说具有一定质量的物体，等价于这个物体具有相应的多少能量。而如果发生质量亏损，那么就一定会释放出所对应的能量，在我们利用核能进行发电，就是利用了放射性物质在发生核裂变时产生了一定量的质量亏损，从而转化为巨大的能量这个原理。相应的，如果这个物体释放出了能量，那么其本身所具有的能量就会相应减少，表现为质量的亏损。

那么，在我们利用电池进行供电时，转化出去的能量将全部来源于电池本身，无论电池的贮电原理是利用化学能也好、光能也好，都是电池通过一定的反应转化成本身所具有的内能，内能减少多少，相应地外界就会从中得到多少能量，这就是能量守恒定律。而按照质能方程的对应关系，电池的满电时和亏电时，其内能会产生一定的差异，这个差异就是我们从电池中所获取的总能量。因此，我们从质能对应的关系来看，电的确是有质量的。

电瓶满电和亏电时的质量差

以常用的12Ｖ/150AH规格的铅蓄电池为例，这里的12Ｖ是其工作电压、150AH是指以150安培的电流可以持续放电1小时，那么它所能容纳的总电量为150*12＝1800千瓦时，即半度电。

而１度电的总能量为W=P*t=1千瓦*1小时=1000瓦*3600秒=3.6*10^6焦耳，那么我们按照能够全部充满，即充电效率为100%计算，这个蓄电池充满电后能容纳的电能为：0.5*3.6*10^6＝1.8*10^6焦耳。

我们通过爱因斯坦质能方程，可以计算出这些电能完全损耗情况下，所对应的质量亏损数量：

△m=△E/c^2=1.8*10^6/(3*10^8)^2=2*10^(-11)千克。

因此，我们可以得出这样的结论，12Ｖ/150AH规格的铅蓄电池，在其充满电后，比电能全部释放后的质量，要增加2*10^(-11)千克，当然这个数值，我们是无法通过常用仪器测量出来的。

总结一下

按照爱因斯坦质能方程列出的物体的质量与能量的对应关系，当这个物体对外释放一定量的能量之后，该物体所具有能量总和会相应地发生亏损，因此，严格意义上来说，铅蓄电池在充满电和完全释放出电量之后，其质量是会发生非常微弱的变化的。

电是电子的定向运动，是电子的一种存在形式，电子的另一种存在形式是围绕原子核运动。电子的存在形式，就如同人可以坐着、站着和睡觉等存在方式一样，人无论处于什么存在方式，都会有重量的，但是存在方式是人的状态、表现，状态是没有重量的。同样，电能是没有重量的。

电瓶没有电时，其内部的电子是或围绕原子核转动，或脱离原子核而自由运动。当充满电时，是把转动、自由运动的电子，在外力的作用下，调入电瓶的负极，由于原子中的外层电子缺少而显示正电，这样，电瓶内部的电子个数并没有增减，所以充电前后的重量（质量）是一样的。（首）

电磁波没有体积与质量。

原则上充电与放电不会发生质量变化。

在这一点上，我是－个外行，我也看过一些类似的文章。但是我个人认为，充电后电瓶的重量是不会增加的。因为如果它的重量增加了，那么它的重量是哪里来的呢？电源那头也不会因为蓄电池的重量增加而减少重量。而发电厂到用户的导线只能输送电流，也决不能输送一些有重量的东西。这只是我个人的愚见，说错了也请大家不要批评。因为我不太懂，这只是我的推测。

能量是物质运动转换的量度，简称“能”。能量是表征物理系统做功的本领的量度。

质量是物体所具有的一种物理属性，是物质的量的量度，它是一个正的标量。质量分为惯性质量和引力质量。自然界中的任何物质既有惯性质量又有引力质量。

个人简单理解一下，能量是表示一个动的状态。能量大，就动的能力越多，能带动其他东西动的能力就越大。质量的话，表示数量多少的一种状态。

具体到电瓶这个，细分下来就很有意思了

例如，你说的这个电池是什么原理的？化学电池的（或电解电容）还是只是通常理解的普通电容器？如果充电的过程有化学变化，从空气中吸收的东西，物质的量变多了又是另一回事。先认为它就是自己反应的，那这个东西的重量又是怎么测量呢？测的是惯性质量？还是引力质量？还是其他的什么东西？

那简单点说，我就拿一个精度很高的称来测地球对它的引力来计算出它的重量这种方法来算重量。把这个电池简化为一堆化学反应前后的物质。一般来讲我们说的化学反应，说的都是分子之间的相互作用，从充电的这个过程来看，是把能量存放在了分子与分子（也可能是某些原子）之间，需要的时候再释放出来变成另外的位置，本质上来说更细小的原子层面上是没有变化的。我们通常所说的重量，也差不多就是这一堆物质所有原子重量的总和，至于微观上它们怎么组合是不影响宏观的重量这个参数的。

从宏观来讲，化学反应吸收或释放能量，原子的数量和种类不发生变化，只是结合的方式或位置变化，通常理解为重量不发生变化。

不然化学方程式两边不平衡了呢。

个人理解，大神勿喷。

先来解决楼主后面一个问题:电池满电和无电时，电池的质量如何？答案是二者是相同的。电池供电发生的反应是化学反应，自然满足质量守恒定律，并且电池总反应不会产生易挥发物质（如:气体），因此电池无论你再怎么充电，再怎么耗电，电池总质量不变

再来说第一个问题，电是一种能量，它的能量主要来自于电子的定向移动，也就是说，电子的定向移动产生了电流。那我们知道，电子是有质量的，那么很明显，电能也应该是有质量的。爱因斯坦也告诉你:ΔE＝Δmc2，c是光速，一个常数，c＝299792458m/s，而且能量的转化越大，转化得到的质量越大，反之亦然。只是因为c2这个常数太大，因此Δm一般很小罢了

同一电池，满电时肯定比电量低时重，电的重量只能用毫克或克作单位。