石墨电极导电,本身电场与空气中的离子不耦合,因此导体电极即使接入大量电子也不会导电。但是石墨材料本身却会跟空气中的离子反应,产生周期性排列的电子云,从而导电。
首先不讨论导电原理。影响导电性能的是表面原子的结构性质,这个取决于表面原子的晶格化状态、晶格化能级分布以及原子结构性质。si的电子结构(氧化物族)是典型的很难导电,这点和碳金属在自然界中是自由电子数量很少(如3d电子的周期性变化)而且原子质量很轻的金属是不同的,因此存在很多接近的通路,并且形成较多的化学键连接。
而金属有价电子结构是紧密结合在金属原子形成的金属间构成原子之间的共价键,这种金属间作用力导致金属原子要导电只能通过跃迁与表面原子结构性质匹配才可以实现。
(首先表明:电学不懂,只是对你的“电极导电”感兴趣)1、电极并不是所有的金属材料都可以导电,可以搜一下什么是金属间作用力(中间有个其他答主提到的耦合,我懒得去翻书了,就是以这种方式简单的查了查),经过粗略搜索,目前我在互联网上查到的公认的导电“高手”是电池起火时通过氧化还原反应的现象,而导电的金属是指的负极的金属。
2、电极一般也只是通过几种方式导电的:形成共价键,金属电极之间的耦合导电;导电的金属原子间形成正负电子对等引力作用;金属材料中心的原子形成金属键,在通过共价键的力作用下导电。如果把电极看作一条线的话,那么可能只有1个或者几个这样的金属线来导电,当然了导电的金属原子越多越好,这样既导电又能导电还能保证大电流输出现在回答你的问题,为什么负极那么多导电金属?回答这个问题先要回答,为什么不把没有金属结构的可导电的材料单独拿出来做导电电极,可能看起来简单吧,但这实际上要求太高了,导电金属也不是说单独的多少多少元素就可以生成的,目前好像没见过有哪种导电的金属是单独生成的。
那么问题来了,如果非要把没有金属结构的可导电的材料单独拿出来做导电电极,怎么办呢?刚才说了,金属导电的金属原子数目可是可以突破数十亿的答案其实是,可以用其他金属作电极,在表面形成不连续的其他金属作的电极所表达的电子,使得未结合的金属发生金属键反应的能量最小化(金属间的电场来平衡电压大小,使得未结合金属产生新的电子进来,新的电子能够保持并以某种形式留在被结合金属中),从而达到导电的目的。以上只是我自己粗浅的理解,欢迎指正,共同讨论共同学习共同进步。