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電池的發展歷史

鉅大LARGE  |  點擊量:1675次  |  2019年02月18日  

電池的誕生,基于人們對于獲取持續而穩定的電流的需要。不過,電池的發明,是來源于一次青蛙的解剖實驗所產生的靈感,多少有些偶然。


1780年的一天,意大利解剖學家伽伐尼(LuigiGalvani)在做青蛙解剖時,兩手分別拿著不同的金屬器械,無意中同時碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下,仿佛受到電流的刺激,而如果只用一種金屬器械去觸動青蛙,就無此種反應。伽伐尼認為,出現這種現象是因為動物軀體內部產生的一種電,他稱之為“生物電”。


解剖學家伽伐尼解剖青蛙時發現生物電


伽伐尼的發現引起了物理學家們的極大興趣,他們競相重復伽伐尼的實驗,企圖找到一種產生電流的方法。而意大利物理學家伏特(AlessandroVolta)在多次實驗后則認為:伽伐尼的“生物電”之說并不正確,青蛙的肌肉之所以能產生電流,大概是肌肉中某種液體在起作用。為了論證自己的觀點,伏特把兩種不同的金屬片浸在各種溶液中進行試驗。結果發現,這兩種金屬片中,只要有一種與溶液發生了化學反應,金屬片之間就能夠產生電流。


1799年,伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水里,發現連接兩塊金屬的導線中有電流通過。于是,他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片,平疊起來。用手觸摸兩端時,會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功制成了世界上第一個電池“伏特電堆”。這個“伏特電堆”實際上就是串聯的電池組。

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實際上,只要有兩種金屬浸泡在某種溶液中,就有可能產生電池作用。曾經接受過金屬補牙手術的朋友們都會發現,用舌頭舔補牙的金屬,會感到“麻麻”的感覺,就是因為補牙用的多種金屬產生了電池作用。


1836年,英國的丹尼爾對“伏特電堆”進行了改良,又陸續有效果更好的“本生電池”和“格羅夫電池”等問世。然而在當時,無論哪種電池都需在兩個金屬板之間灌裝液體,搬運很不方便,特別是蓄電池所用液體是硫酸,在挪動時很危險


干電池的鼻祖在19世紀中期誕生。1860年,法國的雷克蘭士(GeorgeLeclanche)發明了碳鋅電池,這種電池更容易制造,且最初潮濕水性的電解液逐漸用黏濁狀類似糨糊的方式取代,于是裝在容器內時,“干”性的電池出現了。


1887年,英國人赫勒森(WilhelmHellesen)發明了最早的干電池。相對于液體電池而言,干電池的電解液為糊狀,不會溢漏,便于攜帶,因此獲得了廣泛應用。


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如今,干電池已經發展成為一個龐大的家族,種類達100多種。常見的有普通鋅-錳干電池、堿性鋅-錳干電池、鎂-錳干電池等,不過,最早發明的碳鋅電池依然是現代干電池中產量最大的電池。在干電池技術的不斷發展過程中,新的問題又出現了。人們發現,干電池盡管使用方便,價格低廉,但用完即廢,無法重新利用。另外,由于以金屬為原料容易造成原材料浪費,廢棄電池還會造成環境污染。于是,能夠經過多次充電放電循環,反復使用的蓄電池成為新的方向。


事實上,蓄電池的最早發明同樣可以追溯到1860年。當年,法國人普朗泰(GastonPlante)發明出用鉛做電極的電池。這種電池的獨特之處是當電池使用一段時間電壓下降時,可以給它通以反向電流,使電池電壓回升。因為這種電池能充電,并可反復使用,所以稱它為“蓄電池”。


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1890年,愛迪生發明可充電的鐵鎳電池,1910年可充電的鐵鎳電池商業化生產。如今,充電電池的種類越來越豐富,形式也越來越多樣,從最早的鉛蓄電池,鉛晶蓄電池,到鐵鎳蓄電池以及銀鋅蓄電池,發展到鉛酸蓄電池、太陽能電池以及鋰電池等等。與此同時,蓄電池的應用領域越來越廣,電容越來越大,性能越來越穩定,充電越來越便捷。

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