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2023-01-09 12:36:04 字數 4915 閱讀 8745

電池發明的故事

在義大利bologna市中心大廣場南側還有乙個小廣場,這裡立著乙個著名科學家的雕像,他和電池的發明有密切聯絡。

發明電池,功不可沒 luigi galuarni

談到電池的發明不得不說到青蛙,義大利bologna大學的解刨學教授luigi galuarni在起電機旁解剖青蛙時發現當金屬刀接觸青蛙腿部神經時蛙腿會抽搐。他很留意這個情況,之後又做了很多實驗,發表了**《關於電對肌肉的運動作用》,與此同時,乙個專門做電學實驗的義大利人alessandro volta也看到了這篇文章,並結合電現象做起了實驗。

解剖青蛙

他把一根由兩種金屬接起來的彎杆,一端與眼睛接觸,另一端放在嘴裡,在接觸的瞬間就有光亮的感覺(這和牛頓用鑽壓眼球直視太陽光有一拼)。

「瘋子」alessandro volta

之後他用舌頭同時舐著乙個金幣和乙個銀幣時,一旦用導線連線兩幣就會產生刺覺(這人總是用五官做實驗……)。我猜也許luigi那篇**是義大利文寫的,所以其他國家科學家才沒有捷足先得。

最初的兩種原始電池

伏特猜想,在所有這些實驗中本質的東西是不同金屬的接觸。2023年他開始著手證明這個假說。實驗證明,只要在兩種金屬片中間隔以鹽水或鹼水浸過的吸墨紙,麻布,並用金屬線把它連線起來,不論有無青蛙肌肉,都會有電流通過,蛙腿神經只不過是一種非常靈敏的驗電器而已。

伏特堆原理圖

2023年,伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水裡,發現連線兩塊金屬的導線中有電流通過。於是,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。用手觸控兩端時,會感到強烈的電流刺激。

伏特用這種方法成功的製成了世界上第乙個電池—— 「伏特電堆」。這個「伏特電堆」實際上就是串聯的電池組。2023年他在法國科學院展示電池時拿破崙也在場,他立即下令授予伏特一枚特製金質獎章和乙份養老金。

伏特的另乙份榮譽和拿破崙給的獎章相比要高很多:為了紀念這位物理學家電壓的單位就是使用了伏特的名字volta。

daniell電池

2023年,英國的daniell對 「伏特電堆」進行了改良。他使用稀硫酸作電解液,解決了電池極化問題,製造出第乙個不極化,能保持平衡電流的鋅—銅電池,又稱「丹尼爾電池」。此後,又陸續有去極化效果更好的 「本生電池」和 「格羅夫電池」等問世。

但是,這些電池都存在電壓隨使用時間延長而下降的問題。

薄如紙張的電池

在汽車、膝上型電腦、***和手機中都可以看到電池。我們先看看幾種日常生活中能見到的電池,再看看當今電池技術的頂峰產品。

pp3電池

在可攜式電晶體收音機興起時,pp3電池便應運而生,即使到現在,仍有生產商把它稱作「電晶體」電池("transistor" battery)。勁量公司聲稱這款電池是由他們在2023年首先推出的。在一些手持煙霧探測器和鬧鐘裡還有可以見到它。

ipod shuffle 鋰電池

這種電池已經廣泛運用在各種***、mp4、gps導航中,鋰電池在工作電壓、使用壽命、充電時間上都是突破點。

超快速充電鋰電池

上面是東芝公司的員工展示超快速充電鋰電池,一塊電池可以在5分鐘之內充滿總電量的90%。

超薄鋰電池

nec超薄鋰電池

這是nec公司研發的超薄鋰電池,電池可以在一定程度上彎折,採用有機物儲存電能。

喝橘子汁的電池

這款電池是在2023年國際消費類電子展時展出的「喝橘子汁的電池」。

喝橘子汁的電池

只要注入一些液體,比如橘子汁,酒精、甚至是口水,都可以讓它工作。

從廢舊電池裡找鋁

這張**拍攝於印度的貧民窟,一位工人正在用錘子鑿開電池,為了從中取走鋁,而這種處理方式會對水和土壤造成很嚴重的汙染。

廢舊電池

這張**攝於墨西哥城,當地的綠色和平組織把積攢的一桶空電池堆放在墨西哥環境局大門口,呼籲公眾了解廢電池對水環境的危害。

扔在海中的廢電池

這張**攝於格拉斯哥的prestwick,乙個廢棄的汽車蓄電池被扔在海中,電池裡面的酸和鉛的危害都非常大。

中國的環保活動

在這篇文章中中國是努力改善環境的典型,這幅圖攝於北京,活動者用空電池擺出「環保」字樣,向市民宣傳電池環保處理方式。這裡也順便誇一下泡泡網,2個月前我下樓取快遞時發現前台為員工準備了乙個大紙盒,專門用來**空電池,這也反映了越來越多的大公司注重環境問題。

燃料電池越來越火

在美國一些大的超市也為消費者準備了廢舊物品的**箱,可以放廢棄手機電池、其他電池、廢紙等。

廢棄電池**箱

這些東西在中國情況略有不同,因為在我國的大城市中專門有收購廢品的職業,所以我們總是習慣把舊東西賣掉,不過廢電池、碎玻璃、廢塑膠袋他們是不收的。

超長耐久電池

這位模特展示的是松下最新開發的evolta系列鹼性電池,這款電池儲存的電量已經申報了吉尼斯世界記錄,是普通aa鹼性電池的10倍。

燃料電池

這是一款世界上最小的燃料電池,和一枚硬幣的大小類似,能夠為電腦提供8-16小時的電力。

質子交換膜燃料電池

這是卡西歐電子研製的質子交換膜燃料電池,在原理上相當於水電解的「逆」裝置。這款電池的容量比普通筆記本鋰電池大4倍,而且還有望應用在汽車等大型裝置中。

10毫公升假酒能聽60小時

這一款電池也來自東芝電子,這款燃料電池使用甲醇做燃料,如果用它聽***的話,10毫公升甲醇可以聽60個小時。

甲醇燃料電池

燃料電池雖然現在還罕有投入實用和量產的商品,但很多實驗品都選用甲醇做燃料。

快速充電

東芝公司在快速充電技術上表現一直很搶眼,這款電池可以在30秒內完成80%電量的充電。

布希與氫燃料電池

美國前**布希在johnson controls電池技術中心和科學家就氫燃料電池進行討論。從**看這裡也應該是公司的接待位置,不知道為什麼把眼睛保護的那麼嚴密??

汽車用電池驅動

已經有電池應用在汽車中了,圖中的**是福特汽車公司escape系列混合動力suv的電池倉。

鋰電池驅動汽車

這是一款雪弗萊使用鋰電池的概念車設計,圖中藍色的部分就是鋰電池。不過和氫燃料電池相比,這個離實際量產相距更遠。

在家如何搭建伏特堆

電池是能持續產生電子的化學裝置。每個都電池有正負極,在aa、aaa型、c型或者d型電池中,正負極在電池的兩端。

c型和d型電池

負極部分產生電子,正負極之間如果連線一根金屬線,電子就順著它迅速流到正極,有多快呢?主要看電壓有多高,不過大約幾百公里每秒的樣子,如果直接這樣接起來是比較危險的,一般都需要把某種型別的負載接在電池正負極兩端,比如燈、電動機、無線電等等。

最簡單的電池應用

電池兩端電子生成的數量取決於電池裡化學反應的速度,您可以在電子市場中買個幾十塊錢的萬用表,這樣可以看到自製電池生效的過程。

廉價萬用表

以下將介紹如何製作伏特電堆:

1、準備若干1毛錢、5毛錢硬幣,紙板、鹽、水

2、兌一杯鹽水,盡量飽和

3、將紙板浸入鹽水中

4、5毛錢硬幣在上,1毛錢硬幣在下,中間夾一層蘸了鹽水的紙板(三明治一樣)

5、把若干個三明治堆起來。

伏特電堆示意圖

這時你用萬用表量頂部與底部的電壓,會出現讀數,200年前伏特就做過這樣的實驗了。您也可以增加堆疊層數看看電壓如何變化,也可以改用其他幣種看看電壓有什麼變化。

在家如何製作簡單電池

此外還可以做乙個實驗,需要準備以下材料:乙個容器(糖罐)、一些稀酸(醋、檸檬汁)、幾個釘子(曲別針、大頭針)、一些銅線。然後這樣做:

1、選擇不同材質的釘子,一根銅絲拴乙個釘子

2、把算倒入容器內

3、把兩個繫著銅絲的釘子扔進容器裡,不讓他們互相接觸

4、用萬用表看電壓電流變化

簡單的電池

您可以換用曲別針,或者其他金屬看看電壓與電流的變化,也可以換用鹽水看看變化。

各種化學電池的工作

大部分傳統電池讓電子保持乙個方向的運動從而產生電流的,蓄電池則可以在外加電壓的作用下發生逆向反映。比如鉛酸蓄電池在適當的電壓下向電池充電,兩個極板上將再次生成鉛和二氧化鉛。而中學學過的很多生成氫氣的電解反應過程中,氫氣就很難回到電解液中。

現代電池使用各種化學物質為反應提供能量。典型的化學電池包括:

鋅碳電池——(也稱為標準碳電池)所有廉價的aa型、c型和d型乾電池均使用鋅碳化學物質。電極為鋅和碳,兩極之間採用酸性糊狀液體作為電解液。

鹼性電池——用於常見的duracell(金霸王)和energizer(勁量)電池,電極為鋅和二氧化錳,並使用鹼性電解液。

照相機鋰電池——照相機中的電池使用鋰、碘化鋰和碘化鉛,因為它們能夠提供電湧保護。

鉛酸電池——用於汽車,電極為鉛和二氧化鉛,並使用強酸電解液(可充電)。

鎳鎘電池——電極為氫氧化鎳和鎘,並使用氫氧化鉀作為電解液(可充電)。

鎳金屬氫化物電池——此類電池將很快取代鎳鎘電池,因為前者不存在記憶效應,而後者卻存在(可充電)。

鋰離子電池——由於具備極佳的功率重量比,因此此類電池通常用於高階膝上型電腦和手機(可充電)。

鋅空氣電池——此類電池重量輕,並可以充電。

鋅汞電池——此類電池通常用於助聽器。

鋅銀電池——由於具備良好的功率重量比,因此此類電池用於航空航天裝置。

金屬氯化物電池——此類電池用於電動車。

電池的串聯與併聯

在使用電池的裝置中因為需要的電壓和電流不同,我們不可能只使用單個電池,通常需要將電池單元串聯在一起形成更高的電壓,或將其併聯在一起形成更高的電流。下圖顯示了這兩種結構:

電池的併聯和串聯

上面四個電池是併聯,如果每個電池單元生成1.5伏電壓,四個併聯後電壓也是1.5v,但提供的電流卻為單個電池單元的四倍。

下面的四個電池是串聯,這樣連線後將產生6v電壓,能提供的電流和單個電池一樣。

當你買電池時,包裝上會顯示電池的額定電壓和額定電流。比如老式數位相機使用四節鎳鎘電池,每個電池單元的額定電壓為1.25伏,額定電流為500毫安時,額定毫安時表示電池裡的電量,也就是可以提供電子的總數。

您可以將額定的毫安時劃分為多種不同的形式,乙個500毫安時的電池可以在100小時內生成5ma電流,在50小時內生成10ma電流、在20小時內生成25ma電流,或(在理論上)在1小時內生成500毫安電流,甚至在30分鐘內生成1a電流。

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