扩散控制是多孔电极微孔内的唯一传质方式

在某些情况下，电解质溶液的电导率很高，欧姆电阻极化可以忽略，电极的电化学步骤速度快，电化学极化也可以忽略。当有碳性电池的电流释放时，沿电孔的纵深方向电解质溶液存在浓度梯度，因此物质传递对电极极化的均匀性有显著的影响。此时，浓差极化是电极过程的唯一控制步骤，在多孔电极微孔内的唯一传质方式是扩散，即扩散控制。
假设只有一种离子的浓度变化对电极均匀性有影响。则扩散控制的动力学方程与电解质溶液中的扩散动力学方程相同，只是扩散系数不同而己。一般用有效扩散系数代替本体溶液的扩散系数，有效扩散系数与微孔的大小以及在孔中的位置有关。孔径越小，有效扩散系数越小，越往孔的深处，有效扩散系数越小。有效扩散系数越小，极限扩散电流密度越小。满足反应电流(工作电流)与极限扩散电流密度的比值恒定，孔内表面上各点的工作电流密度必然不同，越往孔的深处，工作电流密度越小，即由于物质传递的影响，同样使孔内表面上的电流分布不均匀。
当多孔电极的孔隙率和孔径比较大时，可以改善孔内外物质的传递，使孔内电流分布比较均匀，电极内表面得到较好的利用。当碳性电池的工作电流密度较大时，孔内的浓度梯度变大，物质传递的影响更为严重，孔内表面上电流的分布更不均匀。