电池：储能之源-身边的物理

2024-06-12 理论教育版权反馈

【摘要】：电池储存电能的能量块手机可以帮助我们和朋友保持联系；电子表可以向我们通报时间；手电筒可以帮助我们在黑暗中照亮，而这些物品的工作都离不开电池的有力支撑。应用在手机上的锂电池电动自行车上的铅酸电池作为储存电能的能量块，电池已经诞生了200多年，并且现在仍然在不断改进，在现代科技中，电池扮演的角色越来越不可或缺。伏打电池在伏打电池发明之前，人们只能使用储存在莱顿瓶中的电。

电池　储存电能的能量块

手机可以帮助我们和朋友保持联系；电子表可以向我们通报时间；手电筒可以帮助我们在黑暗中照亮，而这些物品的工作都离不开电池的有力支撑。确实，电池已经成为我们生活中不可缺少的必需品，出现在生活的每一个角落。下面我们就来讲述一下电池的发明故事。

伽伏尼在实验室解剖青蛙

由于人们对于获取持续而稳定的电流的需要，电池诞生了。可是，你知道吗，电池的发明的灵感，竟然来源于一次青蛙解剖的实验，这多少会让人感到有些意外。

1786年的一天，意大利的伽伐尼在实验室解剖青蛙，当他用刀尖触碰剥了皮的蛙腿上外露的神经时，他发现蛙腿发生剧烈的痉挛，同时出现电火花。他认为造成这种痉挛的原因在于，动物体上本来就存在电，经过多次实验，他把这种电取名叫作“动物电”。

接下来，伏特把一块银板和一块锌板浸在盐水里，结果发现连接两块金属的导线中有电流通过。他就把许多银片与锌片平叠起来，在它们之间垫上浸透盐水的纸片或绒布，用手触摸两端时，感到了非常强烈的电流刺激。基于这种情况，伏特成功制成了世界上第一个电池——伏特电堆。事实上，这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。

后来，法国的雷克兰士于1860年发明了世界广泛使用的电池（碳锌电池）的前身。这种电池装在容器内，用黏浊状类似糨糊的物体取代了最初潮湿水性的电解液。雷克兰士制造的电池虽然简陋但却便宜，所以一直到1880年才被改进的“干电池”所取代。1887年，英国人赫勒森发明了世界上第一块真正意义上的干电池。相对于以前液体电池而言，干电池的电解液为糊状，便于携带，不会溢漏，因此获得了更为广泛的应用。

伟大的发明家爱迪生，发明了可充电的铁镍电池，在电池的发明道路上作出了卓越的贡献。从1910年开始，可充电的铁镍电池开始进行商业化生产。

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……充电电池的形式越来越多样，种类也变得越来越丰富。不仅如此，蓄电池的发展也有了长足的进步：电容越来越大，性能越来越稳定，充电越来越便捷，应用领域也变得越来越广。

市场上经常见的各种型号的电池

由于锂是所有金属里最轻的，甚至比水还轻，所以在现今的电池世界里，金属“锂”经常被用来制作电池。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。事实上，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，需要保存在石蜡里，这就使得锂金属的加工、保存、使用以及对环境的要求非常高，所以在当时，锂电池没有得到广泛的应用。但是，随着科技的进步，这些问题也就不是问题了。近30年来，锂电池取得了巨大发展。我们日常生活用的计算机、计算器、照相机、手表中的电池都是锂电池。(www.chuimin.cn)

可充电电池

锂铁电池

太阳能电池板

锂电池相对于其他电池，其优势是非常明显的：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……正因如此，它才成为最适用于电动汽车的电池之一。这个领域最先进的技术是把好多个电池做成很薄的层然后叠在一起，即“层叠电池结构”。这样的话，就可以用很小的体积达到非常高的效率，在这方面，日产汽车公司走在行业的最前沿。

应用在手机上的锂电池

电动自行车上的铅酸电池

作为储存电能的能量块，电池已经诞生了200多年，并且现在仍然在不断改进，在现代科技中，电池扮演的角色越来越不可或缺。

伏打电池

在伏打电池发明之前，人们只能使用储存在莱顿瓶中的电。这种方式相当麻烦：首先应用摩擦发电机，使其旋转以发电，其次再将电导入莱顿瓶存放，以供使用。即使如此，所得的电量也非常有限。而伏打电池的发明改进了这些缺点，使得电的取得变得非常方便。它带动了后续相关电气研究的蓬勃发展，后来利用电磁感应原理的电动机和发电机研发的成功也得归功于它。伏打电池是一个重要的起步，它标志着电气文明的开始，引导第二次产业革命改变人类社会的结构。

电池：储能之源-身边的物理

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