电池的起源和发展史Word格式文档下载.doc
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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(AlessandroVolta)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。
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。
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。
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(GeorgeLeclanche)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(WilhelmHellesen)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。
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。
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(GastonPlante)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”。
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。
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。
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。
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。