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电池的出处和兴盛史

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  电池的起源和发展史 jinxinluckyday 电池的诞生 ? 电池的诞生,基于人们对于获取持续而稳定 的电流的需要。不过,电池的发明,是来源 于一次青蛙的解剖实验所产生的灵感,多少 有些偶然。 1780年的一天,意大利解剖学 家伽伐尼(Luigi Galvani)在做青蛙解剖时, 两手分别拿着不同的金属器械,无意中同时 碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽 搐了一下,仿佛受到电流的刺激,而如果只 用一种金属器械去触动青蛙,就无此种反应。 伽伐尼认为,出现这种现像是因为动物躯体 内部产生的一种电,他称之为“生物 电”。 电池的诞生 ? ? 伽伐尼的发现引起了物理学家们 的极大兴趣,他们竞相重复伽伐 尼的实验,企图找到一种产生电 流的方法。 而意大利物理学家伏特 (Alessandro Volta)在多次实 验后则认为:青蛙的肌肉之所以 能产生电流,大概是肌肉中某种 液体在起作用。 电池的诞生 ? ? 为了论证自己的观点,伏特把两种不 同的金属片浸在各种溶液中进行试验。 结果发现,这两种金属片中,只要有 一种与溶液发生了化学反应,金属片 之间就能够产生电流。 1799年,伏特成功制成了世界上第一 个电池“伏特电堆”。这个“伏特电 堆”实际上就是串联的电池组。 电池的诞生 ? ? 1836年,英国的丹尼尔对“伏 特电堆”进行了改良,又陆续有 效果更好的“本生电池”和“格 罗夫电池”等问世。 然而在当时,无论哪种电池都需 在两个金属板之间灌装液体,搬 运很不方便,特别是蓄电池所用 液体是硫酸,在挪动时很危险。 电池的诞生 ? 干电池的诞生 干电池的鼻祖在19世纪 中期诞生。1860年,法国的雷克兰士 (George Leclanche)发明了碳锌电 池,这种电池更容易制造,且最初潮 湿水性的电解液,逐渐被黏浊状类似 糨糊的方式取代,于是装在容器内时, “干”性的电池出现了。 1887年,英 国人赫勒森(Wilhelm Hellesen)发 明了最早的干电池。相对于液体电池 而言,干电池的电解液为糊状,不会 溢漏,便于携带,因此获得了广泛应 用。 电池的诞生 ? 如今,干电池已经发展成为一个庞大的家 族,种类达100多种。常见的有普通锌-锰干 电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池等。 不过,最早发明的碳锌电池依然是现代干电 池中产量最大的电池。在干电池技术的不断 发展过程中,新的问题又出现了。人们发现, 干电池尽管使用方便、价格低廉,但用完即 废,无法重新利用。另外,由于以金属为原 料容易造成原材料浪费,废弃电池还会造成 环境污染。于是,能够经过多次充电放电循 环,反复使用的蓄电池成为新的方向。 电池的诞生 ? 事实上,蓄电池的最早发明同样 可以追溯到1860年。当年,法国 人普朗泰(Gaston Plante)发明 出用铅做电极的电池。这种电池 的独特之处是,当电池使用一段 时间电压下降时,可以给它通以 反向电流,使电池电压回升。因 为这种电池能充电,并可反复使 用,所以称它为“蓄电池”。 电池的诞生 ? ? 1890年,爱迪生发明可充电的铁镍电 池,1910年可充电的铁镍电池商业化 生产。 如今,充电电池的种类越来越丰富, 形式也越来越多样,从最早的铅蓄电 池,铅晶蓄电池,到铁镍蓄电池以及 银锌蓄电池,发展到铅酸蓄电池、太 阳能电池以及锂电池等等。与此同时, 蓄电池的应用领域越来越广,电容越 来越大,性能越来越稳定,充电越来 越便捷。 电池的诞生 ? 锂电池的产生 在电池这个领域, 锂离子电池和燃料电池成为最令 人瞩目的明星。 从上面的故事可 以看出,整个电池的发展史也可 以说是一个“试试各种金属能不 能造电池”的历史。现在电池界 最红的金属是“锂”。锂是所有 金属里最轻的,比水还轻,而且 特别活泼,需要保存在石蜡里。 ? 实际上,当初爱迪生就曾经发明过锂 电池,但是由于锂金属的化学特性非 常活泼,使得锂金属的加工、保存、 使用,对环境要求非常高,所以锂电 池长期没有得到应用。现在,人们对 电池“求贤若渴”,这些问题也就不 是问题了。恰好锂电池具有能量重量 比高、电压高、自放电小、可长时间 存放等优点,所以它在近30年中取 得了巨大发展。我们用的计算机、计 算器、照相机、手表中的电池都是锂 电池。 锂电池组装完成后电池即有 电压,不需充电。这种电池也可以充 电,但循环性能不好,在充放电循环 过程中,容易形成锂枝晶,造成电池 内部短路,所以一般情况下这种电池 是禁止充电的。 电池的诞生 ? 后来,索尼公司发明了以炭材料 为负极,以含锂的化合物做正极, 在充放电过程中,没有金属锂存 在,只有锂离子,这就是锂离子 电池。 锂离子电池的优势十分明 显:工作电压高、体积小、质量 轻、能量高、无记忆效应、无污 染、自放电小、循环寿命长。锂 离子电池通过锂离子在正负极之 间跑来跑去来充电和放电。 电池的诞生 ? 这个领域最牛的技术是“层迭电 池结构”,也就是把好多个电池 做成很薄的层然后迭在一起,这 样可以用很小的体积达到很高的 效率。所以,锂离子电池被广泛 应用于汽车、笔记本、手机等行 业。

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