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昨天我們介紹了一種簡(jiǎn)單的電池電量計(jì)。在英語(yǔ)中,我們平常用Battery來(lái)描述那些能夠儲(chǔ)存電能的裝置,而你知道嗎?嚴(yán)格來(lái)說(shuō),車用鉛蓄電池可以稱為Battery,而干電池只是ceil——這是為什么呢? 巴格達(dá)電池,有人說(shuō)這是古代用來(lái)電鍍的工具 關(guān)于最早的電池原型已不可考,有人認(rèn)為在巴格達(dá)出土的一種陶罐裝置“巴格達(dá)電池”是最早的化學(xué)電池。但一般情況下,得到大部分人公認(rèn)的電池設(shè)備是由亞歷山德羅·伏打所制造的伏打電堆。這種電池是由銅片、鋅片和浸有鹽水的棉片組成的。在這種電池中,根據(jù)化學(xué)活動(dòng)性的原因,電子將由較活潑的鋅片流向較不活潑的銅片,對(duì)外則體現(xiàn)為電流從銅片流向芯片。此時(shí)銅片被稱為正極,而鋅片是負(fù)極,形成了一個(gè)簡(jiǎn)單的原電池結(jié)構(gòu)。 雖然結(jié)構(gòu)正確,但伏打錯(cuò)誤的認(rèn)為這種電池產(chǎn)生的原因是物理原因而不是化學(xué)原因,而且這種電池在使用的過(guò)程中,電壓的大小隨著時(shí)間的推移而逐漸降低。大部分電池都在1小時(shí)左右的時(shí)間后衰減殆盡。英國(guó)化學(xué)家約翰·丹尼爾發(fā)明的鋅銅電池采用了硫酸和硫酸銅兩種電解質(zhì),兩種溶液使用一個(gè)多孔的陶器作為隔離器。能夠使得粒子通過(guò)的同時(shí)盡量降低溶液混合的速度。這種電池的工作電壓為1.1V,能夠提供更長(zhǎng)、更穩(wěn)定的供電能力。而此后,各種這樣的電池紛紛登場(chǎng),但都脫離不了大量電解液溶液的特點(diǎn)。在這個(gè)過(guò)程中,鉛酸電池誕生了。 鉛酸電池由鉛板、二氧化鉛板和硫酸溶液組成。當(dāng)充電的時(shí)候,正極上的二氧化鉛得到電子,生成硫酸鉛,而負(fù)極板上的鉛失去電子,同樣生成硫酸鉛。而在充電時(shí),兩個(gè)極板上的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為二氧化鉛、鉛單質(zhì)。這樣就實(shí)現(xiàn)了電池的充電和放電的功能。這是人類歷史上發(fā)明的第一種能夠多次充放電的電池,被稱作二次電池。 鉛酸電池雖然解決了多次充電的問(wèn)題,但仍然無(wú)法解決大量的電解質(zhì)液體的問(wèn)題。直到1886年——鉛酸電池發(fā)明28年后,由德國(guó)物理學(xué)家卡爾·加斯納發(fā)明的干電池才解決了這個(gè)問(wèn)題。它利用氯化銨和石膏的混合物做成的糊狀物作為電解質(zhì),將二氧化錳的陰極浸泡進(jìn)電解質(zhì)糊,并用作為陽(yáng)極的鋅板作為電池外殼。這樣的電池輸出電壓為1.5V,和它的后繼者們——碳鋅、鎳鎘、堿性等一樣,成為了單節(jié)電池的標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)前最具有前景的電池之一就是鋰電池了。鋰電池的設(shè)計(jì)始于1912年,但真正商業(yè)化的鋰電池要等到1970年代了。鋰一次電池多用于照相機(jī)和手表、鐘表等。而二次電池則被廣泛運(yùn)用在各種設(shè)備中——你現(xiàn)在正在盯著的手機(jī)就是其中的一個(gè)例子,這些我們都已經(jīng)很熟悉了。 說(shuō)到這里,為什么我們?cè)谖氖渍f(shuō)“鉛蓄電池可以稱為Battery,而干電池只是ceil”呢?Battery的本意是炮臺(tái)、炮位。而電池在發(fā)展的初期,多個(gè)含有電解質(zhì)溶液的電池串聯(lián)在一起,樣子非常像炮位。從而這些串聯(lián)的電池組整體被稱作“Battery”。而干電池等結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)屬于單個(gè)電池,即“Ceil”。當(dāng)然,現(xiàn)在由于意義外延,Battery亦可以指所有電池的種類?,F(xiàn)在,你明白了吧! |
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來(lái)自: 茶香飄萬(wàn)里 > 《電子學(xué)》