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电池史话(谁讲得好给谁分)

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发表于 2019-9-20 12:56:19 |显示全部楼层
  1.从伏打电堆说起,一直到现在的燃料电池(包括那种能直接传递负氧离子的高温氧化锆电池),把每种电池产生的大致年份写出来。
  2.最好能把原电池形成的有关细节及本质说清除(比如电极刚放入电解质中会产生怎样的反应,从而引起怎样的电势差。或为什么电化学反应这么快--比直接反应要快)说的专业一点也行,不过不要太深。
  3.不一定涵盖上述全部要点,但一定要把自己说的东西说明白。展开我来答
  可选中1个或多个下面的关键词,搜索相关资料。也可直接点“搜索资料”搜索整个问题。
  展开全部不管制造这个粘土瓶的祖先是否知道有关静电的事情,但可以确定的是古希腊人绝对知道。他们晓得如果磨擦一块琥珀,就能吸引轻的物体。亚里斯多德(Aristotle)也知道有磁石这种东西,它是一种具有犟大磁力能吸引铁和金属的矿石。1780年的一天,意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖时,两手分别拿着不同的金属器械,无意中同时碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激,而只用一种金属器械去触动青蛙,却并无此种反就。伽伐尼认为,出现这种现象是因为动物躯体内部产生的一种电,他称之为 “生物电”。伽伐尼于1791年将此实验结果写成论文,公布于学术界。伽伐尼的发现引起了物理学家们极大兴趣,他们竞相重复枷伐尼的实验,企图找到一种产生电流的方法,意大利物理学家伏特在多次实验后认为:伽伐尼的 “生物电”之说并不正确,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,伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里,发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是,他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片,平叠起来。用手触摸两端时,会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功的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。它成为早期电学实验,电报机的电力来源。
  意大利物理学家伏打就多次重复了伽伐尼的实验。作为物理学家,他的注意点主要集中在那两根金属上,而不在青蛙的神经上。对于伽伐尼发现的蛙腿抽搐的现象,他想这可能与电有关,但是他认为青蛙的肌肉和神经中是不存在电的,他推想电的流动可能是由两种不同的金属相互接触产生的,与金属是否接触活动的或死的动物无关。实验证明,只要在两种金属片中间隔以用盐水或碱水浸过的(甚至只要是湿和)硬纸、麻布、皮革或其它海绵状的东西(他认为这是使实验成功所必须的),并用金属线把两个金属片连接起来,不管有没有青蛙的肌肉,都会有电流通过。这就说明电并不是从蛙的组织中产生的,蛙腿的作用只不过相当于一个非常灵敏的验电器而已。
  1836年,英国的丹尼尔对 “伏打电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液,解决了电池极化问题,制造出第一个不极化,能保持平衡电流的锌—铜电池,又称“丹尼尔电池”。此后,又陆续有去极化效果更好的 “本生电池”和 “格罗夫电池”等问世。但是,这些电池都存在电压随使用时间延长而下降的问题。
  1860年,法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池。这种电池的独特之处是,当电池使用一段使电压下降时,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,可以反复使用,所以称它为“ 蓄电池”。
  然而,无论哪种电池都需在两个金属板之间灌装液体,因此搬运很不方便,特别是蓄电池所用液体是硫酸,在挪动时很危险。
  1887年,英国人赫勒森发明了最早的干电池。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。
  将化学能、光能、热能、核能等直接转换为电能的装置。有化学电池、太阳电池、温差电池、核电池等。通常所说的电池指化学电池。
  电池的性能参数主要有电动势 、容量、比能量和电阻。电动势等于单位正电荷由负极通过电池内部移到正极时,电池非静电力(化学力)所做的功。电动势取决于电极材料的化学性质,与电池的大小无关。电池所能输出的总电荷量为电池的容量 ,通常用安培小时作单位。在电池反应中,1千克反应物质所产生的电能称为电池的理论比能量。电池的实际比能量要比理论比能量小。因为电池中的反应物并不全按电池反应进行,同时电池内阻也要引起电动势降,因此常把比能量高的电池称做高能电池。电池的面积越大,其内阻越小 。
  电池的种类很多,常用电池主要是干电池、蓄电池,以及体积小的微型电池 。此外,还有金属-空气电池、燃料电池以及其他能量转换电池如太阳电池、温差电池、核电池等。
  干电池 一种使用最广泛的化学电池。1865年法国人勒克朗谢在伏打电池的基础上研制了一种碳/二氧化锰/氯化铵溶液/锌体系的湿电池。经发展,干电池有 100余种。除了锌 - 锰干电池外,还有镁 -锰干电池、锌 - 氧化汞干电池、锌-氧化银干电池等 。由于干电池的氧化和还原反应的可逆性很差,用完后一般不能用充电方法使正、负极活性物质恢复到原来状态,因此干电池又称为一次电池。最常用的干电池是锌-锰干电池,有糊式、纸板式、碱式和叠层式几种。
  糊式锌-锰干电池 由锌筒 、电糊层、二氧化锰正极 、炭棒、铜帽等组成。最外面的一层是锌筒,它既是电池的负
  极又兼作容器,在放电过程中它要被逐渐溶解;中央是一根起集流作用的碳棒;紧紧环绕着这根碳棒的是一种由深褐色的或黑色的二氧化锰粉与一种导电材料(石墨或乙炔黑)所构成的混合物,它与碳棒一起构成了电池的正极体,也叫炭包。为避免水分的蒸发,干电池的上部用石蜡或沥青密封 。锌-锰干电池工作时的电极反应为锌极:Zn→Zn2++2e
  纸板式锌-锰干电池 在糊式锌-锰干电池的基础上改进而成。它以厚度为 70~100微米的不含金属杂质的优质牛皮纸为基,用调好的糊状物涂敷其表面,再经过烘干制成纸板,以代替糊式锌-锰干电池中的糊状电解质层。纸板式锌-锰干电池的实际放电容量比普通的糊式锌 -锰干电池要高出2~3倍。标有“高性能”字样的干电池绝大部分为纸板式。
  碱性锌 -锰干电池 其电解质由汞齐化的锌粉、35%的氢氧化钾溶液再加上一些钠羧甲基纤维素经糊化而成 。由于氢氧化钾溶液的凝固点较低、内阻小 ,因此碱性锌 -锰干电池能在-20℃温度下工作,并能大电流放电。碱性锌 - 锰干电池可充放电循环40多次,但充电前不能进行深度放电(保留60%~70%的容量),并需严格控制充电电流和充电期终的电压。
  叠层式锌-锰干电池 由几个结构紧凑的扁平形单体电池叠在一起构成。每一个单体电池均由塑料外壳、锌皮、导电膜以及隔膜纸、炭饼(正极)组成。隔膜纸是一种吸有电解液的表面有淀粉层的浆层纸,它贴在锌皮的上面;隔膜纸上面是炭饼。隔膜纸如同糊式干电池的电糊层,起隔离锌皮负极和炭饼正极的作用。叠层式锌 - 锰干电池减去了圆筒形糊式干电池串联组合的麻烦,其结构紧凑、体积小、体积比容量大,但贮存寿命短且内阻较大,因而放电电流不宜过大。
  蓄电池 通过充电将电能转变为化学能贮存起来,使用时再将化学能转变为电能释放出来的一种化学电池。其转变的过程是可逆的。当蓄电池已完全放电或部分放电后,两电极板表面形成新的化合物,这时若用适当的反向电流通入蓄电池,就可以使在放电过程中形成的化合物还原为原先的活性物质,供下次放电再用,此过程叫充电,即将电能以化学能的形式贮存在蓄电池中。电池接通负载供给外电路电流的过程叫放电 。 蓄电池的充电和放电过程可以重复循环多次,故蓄电池又称为二次电池 。 按所使用的电解质溶液的不同,蓄电池分为酸性和碱性两大类。按正负极板所使用的活性物质材料又有铅蓄电池、镉镍、铁镍、银锌、镉银蓄电池等几种。铅蓄电池为酸性电池,后四种为碱性电池。
  铅蓄电池 由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅(PbO2),负极板
  是灰色的绒状铅(Pb),当两极板放置在浓度为27%~37%的硫酸( H2SO4 )水溶液中时 ,极板的铅和硫酸发生化学反应,二价的铅正离子( Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子( 2e- )。由于正负电荷的引力,铅正离子聚集在负
  极板的周围,而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅( PbO2 )渗入电解液,其中两价的氧离子和水化合,使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb(OH4〕。氢氧化铅由4价的铅正离子(Pb4+)和4个氢氧根〔4(OH)-〕组成。4价的铅正离子(Pb4+)留在正极板上,使正极板带正电。由于负极板带负电,因而两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。当接通外电路,电流即由正极流向负极。在放电过程中,负极板上的电子不断经外电路流向正极板,这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子(H+)和硫酸根负离子(SO42-),在离子电场力作用下,两种离子分别向正负极移动,硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅( PbSO2 )。在正极板上,由于电子自外电路流入,而与4价的铅正离子(Pb4+)化合成 2价的铅正离子( Pb2+),并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上。铅蓄电池正、负极板在放电过程中的化学反应为
  随着蓄电池的放电,正负极板都受到硫化,同时电解液中的硫酸逐渐减少,而水分增多,从而导致电解液的比重下降在实际使用中,可以通过测定电解液的比重来确定蓄电池的放电程度。在正常使用情况下,铅蓄电池不宜放电过度,否则将使和活性物质混在一起的细小硫酸铅晶体结成较大的体,这不仅增加了极板的电阻,而且在充电时很难使它再还原,直接影响蓄池的容量和寿命。铅蓄电池充电是放电的逆过程。充电时总的化学反应为
  铅蓄电池的工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环 、贮存性能好 ( 尤其适于干式荷电贮
  存)、造价较低,因而应用广泛。采用新型铅合金,可改进铅蓄电池的性能。如用铅钙合金作板栅,能保证铅蓄电池最
  小的浮充电流、减少添水量和延长其使用寿命;采用铅锂合金铸造正板栅 ,则可减少自放电和满足密封的需要 。此外,
  碱性蓄电池 与同容量的铅蓄电池相比,其体积小,寿命长,能大电流放电,但成本较高。碱性蓄电池按极板活性
  材料分为铁镍、镉镍、锌银蓄电池等系列。以镉镍蓄电池为例,碱性蓄电池的工作原理是:蓄电池极板的活性物质在充
  电后,正极板为氢氧化镍〔 Ni(OH)3 〕,负极板为金属镉( Cd );而 放 电 终 止时,正极 板转 变为 氢 氧化 亚镍〔 Ni(OH2)〕, 负极板转 变 为氢 氧 化镉〔Cd (OH) 2〕,电解液多选用氢氧化钾( KOH)溶液。在充放电过程中总的化
  由充放电过程中的化学反应可知,电解液仅作为电流的载体而浓度并不发生变化,因而只能根据电压的变化来判断
  充放电的程度。镉镍密封蓄电池在充电过程中,正极析出氧气,负极析出氢气。由于镉镍密封蓄电池在制造时负极物质是过的,这就避免了氢气的发生;而在正极上产生的氧气,由于电化学作用被负极吸收,因此防止了气体在蓄电池内部集聚,从而保证了蓄电池在密封条件下正常工作。镉镍蓄电池已有了几十年的历史,最初用作牵引、起动、照明及信号电源,现代用作内燃机车、飞机的起动及点火电源。60年代制成的密封式电池则用作人造卫星、携带式电动工具、应急装备的电源。镉镍蓄电池改进的方向之一是采用双极性结构,这种结构的内阻很小,适用于脉冲大电流放电,能满足大功率设备的供电需要;此外,电极采用压成式、烧结式和箔式。
  金属-空气电池 以空气中的氧气作为正极活性物质,金属作为负极活性物质的一种高能电池。使用的金属一般是镁、
  金属 -空气电池具有较高的比能量,这是因为空气不计算在电池的重量之内。锌?空气电池的比能量是现生产的电
  池中最高的,已达 400瓦·小时/千克(Wh/kg),是一种高性能中功率电池,并正向高功率电池的方向发展。目前生产的金属-空气电池主要是一次电池;研制中的二次金属-空气 电 池 为 采 用 更 换 金 属 电 极的 机 械 再 充 电电池 。 由于金属 - 空 气电池工作时要不断地供应空气,因此它不能在密封状态或缺少空气的环境中工作。此外,电池中的电解质溶液
  易受空气湿度的影响而使电池性能下降;空气中的氧会透过空气电极并扩散到金属电极上,形成腐蚀电池引起自放电 。
  燃料电池 只要连续供应化学原料就能发生化学反应 ,而将化学能转变为电能的电解质电池。这些化学原料在电池内部(一种原料在正极而另一种在负极)发生反应时,必须防止它们直接反应,否则将产生化学短路,不能从反应中获得电能。适用于燃料电池的化学反应主要是燃烧反应,进入实用阶段的只有氢氧燃料电池。由于氢氧燃料电池要使用贵重金属铂作电极材料,成本过高,因此这种电池现在仅用作宇宙飞船的电源。燃料电池的转换效率高、比能高,工作时无噪声无污染,结构简单。
  其他能量转换电池 主要有:①太阳电池。将太阳光的能量转换为光能的装置,由半导体制成。当太阳光照射电池表面时,半导体PN结的两侧形成电位差。其效率在10%以上。②温差电池。将两种金属接成闭合回路,并在两接头处保持不同温度时,回路中就会产生温差电动势,这种装置称作温差电偶 。将温差电偶串联成温差电堆时 ,即 构成 温 差电池。也可用半导体材料制成温差电池,其温差效应较强。③核电池。将核能直接转换成电能的装置称做核电池。通常由辐射β射线(高速电子流)的放射性源、收集这些电子的集电器以及绝缘体 3 部分组成。放射性源一端因失去负电而成为正极,集电器一端得到负电成为负极,两电极间形成电位差。这种核电池电压高,但电流小。
  化学电池,是指通过电化学反应,把正极、负极活性物质的化学能,转化为电能的一类装置。经过长期的研究、发展,化学电池迎来了品种繁多,应用广泛的局面。大到一座建筑方能容纳得下的巨大装置,小到以毫米计的品种。无时无刻不在为我们的美好生活服务。现代电子技术的发展,对化学电池提出了很高的要求。每一次化学电池技术的突破,都带来了电子设备革命性的发展。现代社会的人们,每天的日常生活中,越来越离不开化学电池了。现在世界上很多电化学科学家,把兴趣集中在做为电动汽车动力的化学电池领域。
  干电池和液体电池的区分仅限于早期电池发展的那段时期。最早的电池由装满电解液的玻璃容器和两个电极组成。后来推出了以糊状电解液为基础的电池,也称做干电池。
  现在仍然有“液体”电池。一般是体积非常庞大的品种。如那些做为不间断电源的大型固定型铅酸蓄电池或与太阳能电池配套使用的铅酸蓄电池。对于移动设备,有些使用的是全密封,免维护的铅酸蓄电池,这类电池已经成功使用了许多年,其中的电解液硫酸是由硅凝胶固定或被玻璃纤维隔板吸付的。
  一次性电池俗称“用完即弃”电池,因为它们的电量耗尽后,无法再充电使用,只能丢弃。常见的一次性电池包括碱锰电池、锌锰电池、锂电池、银锌电池、锌空电池、锌汞电池和镁锰电池。
  可充电电池按制作材料和工艺上的不同,常见的有铅酸电池、镍镉电池、镍铁电池、镍氢电池、锂离子电池。其优点是循环寿命长,它们可全充放电200多次,有些可充电电池的负荷力要比大部分一次性电池高。普通镍镉、镍氢电池使用中,特有的记忆效应,造成使用上的不便,常常引起提前失效。
  一般分为:1、2、3、5、7号,其中5号和7号尤为常用,所谓的AA电池就是5号电池,而AAA电池就是7号电池!AA、AAA都是说明电池型号的。
  AA就是我们通常所说的5号电池,一般尺寸为:直径14mm,高度49mm;
  AAA就是我们通常所说的7号电池,一般尺寸为:直径11mm,高度44mm。
  AAAA型号少见,一次性的AAAA劲量碱性电池偶尔还能见到,一般是电脑笔里面用的。标准的AAAA(平头)电池高度41.5±0.5mm,直径8.1±0.2mm。
  AAA型号电池就比较常见,一般的MP3用的都是AAA电池,标准的AAA(平头)电池高度43.6±0.5mm,直径10.1±0.2mm。
  AA型号电池就更是人尽皆知,数码相机,电动玩具都少不了AA电池,标准的AA(平头)电池高度48.0±0.5mm,直径14.1±0.2mm。
  只有一个A表示型号的电池不常见,这一系列通常作电池组里面的电池芯,我经常给别人换老摄像机的镍镉,镍氢电池,几乎都是4/5A,或者4/5SC的电池芯。标准的A(平头)电池高度49.0±0.5mm,直径16.8±0.2mm。
  SC型号也不常见,一般是电池组里面的电池芯,多在电动工具和摄像机以及进口设备上能见到,标准的SC(平头)电池高度42.0±0.5mm,直径22.1±0.2mm。
  C型号也就是二号电池,用途不少,标准的C(平头)电池高度49.5±0.5mm,直径25.3±0.2mm。
  D型号就是一号电池,用途广泛,民用,军工,特异型直流电源都能找到D型电池,标准的D(平头)电池高度59.0±0.5mm,直径32.3±0.2mm。
  N型号不常见,我还不知道啥东西里面用,标准的N(平头)电池高度28.5±0.5mm,直径11.7±0.2mm。
  F型号电池,现在是电动助力车,动力电池的新一代产品,大有取代铅酸免维护蓄电池的趋势,一般都是作电池芯(个人见解:其实个太大,不好单独使用,呵呵)。标准的N(平头)电池高度89.0±0.5mm,直径32.3±0.2mm。
  大家注意到,(平头)字样,指的是电池正极是平的,没有突起,使用做电池组点焊使用的电池芯,一般同等型号尖头的(可以用作单体电池供电的),在高度上就多了0.5mm。以此类推,我不逐一解释。还有,电池很多的时候并不是规规矩矩的“AAA,AA,A,SC,C,D,N,F”这些主型号,前面还时常有分数“1/3,2/3,1/2,2/3,4/5,5/4,7/5”,这些分数表示的是池体相应的高度,例如“2/3AA”就是表示高是一般AA电池的2/3的充电电池;再如“4/5A”就是表示高是一般A电池的4/5的充电电池。
  还有一种型号表示方法,是五位数字,例如,14500,17490,26500,前两位数字是指池体直径,后三位数字是指池体高,例如14500就是指AA电池,即大约14mm直径,50mm高
  展开全部1800年 伏打1813年 戴维1836年 丹尔1860年 雷克兰士伏特发明电池的故事
  意大利物理学家伏打就多次重复了伽伐尼的实验。作为物理学家,他的注意点主要集中在那两根金属上,而不在青蛙的神经上。对于伽伐尼发现的蛙腿抽搐的现象,他想这可能与电有关,但是他认为青蛙的肌肉和神经中是不存在电的,他推想电的流动可能是由两种不同的金属相互接触产生的,与金属是否接触活动的或死的动物无关。实验证明,只要在两种金属片中间隔以用盐水或碱水浸过的(甚至只要是湿和)硬纸、麻布、皮革或其它海绵状的东西(他认为这是使实验成功所必须的),并用金属线把两个金属片连接起来,不管有没有青蛙的肌肉,都会有电流通过。这就说明电并不是从蛙的组织中产生的,蛙腿的作用只不过相当于一个非常灵敏的验电器而已。
  例如,他把许多对(40对、60对)圆形的铜片和锌片相间地叠起来,每一对铜锌片之间放上一块用盐水侵湿的麻布片。这时只要用两条金属线各与顶面上的锌片和底面上的铜片焊接起来,则两金属端点就会产生几伏的电压。如果把铜片换成银片,则效果更好。金属片对数越多。电力越强。这样产生的电流不仅相当强,而且非常稳定,可供人们研究和利用。后来人们对伏打发明的这种电源装置叫做伏打电堆。
  1800年,伏打给英国皇家学会写信,报告了他的电堆试验。从此以后,电学的研究便活跃起来了。
  图为伏打电池(也称原电池)示意图 1801年伏打受拿破仑之约,到巴黎展示实验,得到拿破仑颁发的荣誉金牌,他一生著作极为丰富,赢得许多荣誉。为纪念他的伟大成就,科学界将他的姓简化成Volt(伏特),作为电压单位的命名。
  1813年,戴维爵士(Sir Humphrey Davy)在不列颠皇家会馆(Britains Royal Society)的地窖里组装了一个巨大的电池。它是由2,000对金属盘所组成,占地889平方呎。这个电池是戴维用来实验用的。经由电解作用,他把天然的钠和钾混合物分离以萃取纯的钠和钾金属。这是一个危险的实验,因为这两种物质接触到水都会爆炸,必须被浸在煤油或其它碳氢化合物液体中。
  戴维的工作不仅只是在地窖里玩玩这些危险的化学物质而已。这类的实验是非常重要的,因为它们引导人类更进一步了解电的特性-关于元素如何透过电的吸引力而结合成一般自然化合物。
  继戴维的电池实验之后,法拉第(Michael Faraday)使用伏特电池进行「电」和「磁力」的重要实验。他发现当电线通电时,在平行的电线上会产生磁场,因而产生了第一颗电磁石。
  法拉第继续坚持他的研究。在1831年,他证实了移动的磁石在靠近电线时会产生电,因而诞生了发电机。
  而于电池的演变进程中,一个重要性的发展则是丹尼尔 Daniell 以一锌负极浸于稀酸电解质与铜正极浸于硫酸铜溶液所形成的丹尼尔 Daniell 电池。这样的设计改善了原本电池电流过减的缺点,增进了连续放电时的性能。
  1860年,法国的雷克兰士(George Leclanche)发明了世界广受使用的电池(碳锌电池)的前身。它的负极是锌和汞的合金棒(锌-伏特原型电池的负极,经证明是作为负极材料的最佳金属之一),而它的正极是以一个多孔的杯子盛装着碾碎的二氧化锰和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作为电流收集器。负极棒和正极杯都被浸在作为电解液的氯化铵溶液中。此系统被称为「湿电池」。 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」取代。负极被改进成锌罐(即电池的外壳),电解液变为糊状而非液体,基本上这就是现在我们所熟知的碳锌电池。
  汽车上的蓄电池又叫做伏特电堆,是一个叫亚历山德历·伏特的意大利人发明的。为了纪念他的贡献,人们把电压的计量单位叫做伏特。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特,我们家里的电灯的电压是220伏特。
  伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文,说动物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文,伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验。他用许多只活青蛙反复实验,终于发现,实际情况并不像加伐尼所说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流,才使蛙腿的肌肉充电而收缩。为了证明自己的发现是正确的,伏特决定更深入地了解电的来源。一天,他拿出一块锡片和一枚银币,把这两种金属放在自己的舌头上,然后叫助手将金属导线把它们连接起来,刹时,他感到满嘴的酸味儿。接着,他将银币和锡片交换了位置,当助手将金属导线接通的一瞬间,伏特感到满嘴的咸味。这些实验证明,两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特想,只要能把这种电流引出来,就能大有作用。伏特经过反复实验,终于发明了被后人称做伏特电堆的电池,这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片,一层一层堆起来的蓄电池。这种电池,今天仍然在使用着。
  19世纪末,许多电器已经诞生,如电灯、电话、电报、电唱机等。这些电器的问世,给人们的生活带来了便利和欢乐。然而,这些电器都是要用电的。没有了电,这些东西就毫无利用价值,成了一堆废物。
  电的来源有两个途径:一是由发电机发电,二是由蓄电池供电。蓄电池便于携带,使用方便,但它供电的时间太短,因为当时的铅蓄电池是由铅和硫酸制成的。它的工作原理是,让铅和硫酸两个“冤家”碰在一起,让它们“打架”(发生化学反应)。在这个过程中,就产生了电流。由于硫酸的腐蚀性非常强,更有“战斗力”,因此,铅难以招架,不久就被打得“遍身鳞伤”,“举起两手投降”。这样一场“恶斗”很快就结束了,电流也就不能产生了。这种蓄电池使用时间短,因此,人们管它叫“短命蓄电池”。
  爱迪生,这位已经发明了不少电器的科学家,已经意识到解决蓄电池“短命”问题的重要性:如果不延长蓄电池的供电时间,将会影响许多电器的利用。因此,在这个20世纪即将来临的时候,发明一种“长寿”的蓄电池,比发明其他电器更有意义。于是,爱迪生把研制新型蓄电池的工作排上了日程。一旦确定了目标,爱迪生便把全部的精力投入到工作中去。在他的头脑里,其他事情,包括衣食住行似乎都淡化了,只清晰地留下研究工作。一天,爱迪生在家里吃饭时,突然举着刀叉的手停在空中,面部表情呆板。他的夫人看惯了他的这类事,知道他正考虑蓄电池的问题,便关切地问:“蓄电池‘短命’的原因在哪里?”“毛病出在内脏。要治好它的根,看来要给他开个刀,换器官。”“不是大家都认为,只能用铅和硫酸吗?”夫人脱口而出。她想了想,对她的丈夫——爱迪生说这种话毫无意义。他不是在许多“不可能”之中创造了奇迹吗?于是,夫人连忙纠正道:“世上没有不可能的事,对吗?”爱迪生被夫人的这番话逗乐了。“是啊,世界上没有什么不可能的事,我一定要攻下这个难关。”爱迪生暗暗地下定决心。经过反反复复的试验、比较、分析,爱迪生确认病根出在硫酸上。因此治好病根的方案与原来设想的一样:用一种碱性溶液代替酸性溶液——硫酸,然后找一种金属代替铅。当然这种金属应该会与选用的碱性溶液发生化学反应,并能产生电流。问题看起来很简单,只要选定一种碱性溶液,再找一种合适的金属就行了。然而,做起来却是非常非常的困难。爱迪生和他的助手们夜以继日地做实验。一个春天过去了,又一个春天过去了,苦战了3年,爱迪生试用了几千种材料,做了4万多次的实验,可依然没有什么收获。这时,一些冷言冷语也向他袭来,可爱迪生并不理会。他对自己的研究充满信心。有一次,一位不怀好意的记者向他问道:“请问尊敬的发明家,您花了3年时间,做了4万多次实验,有些什么收获?”爱迪生笑了笑说:“收获嘛,比较大,我们已经知道有好几千种材料不能用来做蓄电池。”爱迪生的回答,博得在场的人一片喝彩声。那位记者也被爱迪生的坚韧不拔的精神所感动,红着脸为他鼓掌。正是凭着这种精神,爱迪生将他的试验继续下去。1904年,在一个阳光灿烂的日子,爱迪生终于用氢氧化钠(烧碱)溶液代替硫酸,用镍、铁代替铅,制成世界上第一台镍铁碱电池。它的供电时间相当长,在当时可以算是“老寿星”了。正当助手们欢呼试验成功的时候,爱迪生十分冷静。他觉得,试验还没有结束,还需要对新型蓄电池的性能做进一步的验证。因此,他没有急着报道这一重大新闻。为了试验新蓄电池的耐久性和机械强度,他用新电池装配6部电动车,并叫司机每天将车开到凸凹不平的路面上跑100英里;他将蓄电池从四楼高处往下摔来做机械强度实验。经过严格的考验,不断地改进,1909年,爱迪生向世人宣布:他已成功地研制成功性能良好的镍铁碱电池。为了纪念爱迪生付出的辛勤劳动,人们管镍铁碱电池叫“爱迪生蓄电池”。
  展开全部古希腊 不管制造这个粘土瓶的祖先是否知道有关静电的事情,但可以确定的是古希腊人绝对知道。他们晓得如果磨擦一块琥珀,它就能吸引轻的物体。而亚里斯多德(Aristotle)也知道有磁石这种东西,它是一种具有强大磁力能吸引铁和金属的矿石。1780年,意大利的医学家伽伐尼在偶然的情况下,以铜制的解剖刀碰触到置于铁盘内的青蛙,发现其立刻产生抽搐现象,因而认为有微电流流过,他主张是生物本身内在的自发电流。被认为是提出了原电池的雏形。 伽伐尼因研究动物电,发现电可使肌肉及神经活动,他并认为脑是分泌「电液」的器官,而神经则是连接「电液」和肌肉的导体,他的研究开启了19世纪电流生理学的发展,今天医学上的电疗法、心电图等研究,都发源于此。为了纪念他的贡献,在英文里把检流计称为galvanometer,金属镀锌的程序称为galvanizing。1800年 伏打(Volta,A.1745-1827)意大利物理学家伏打就多次重复了伽伐尼的实验。作为物理学家,他的注意点主要集中在那两根金属上,而不在青蛙的神经上。对于伽伐尼发现的蛙腿抽搐的现象,他想这可能与电有关,但是他认为青蛙的肌肉和神经中是不存在电的,他推想电的流动可能是由两种不同的金属相互接触产生的,与金属是否接触活动的或死的动物无关。实验证明,只要在两种金属片中间隔以用盐水或碱水浸过的(甚至只要是湿和)硬纸、麻布、皮革或其它海绵状的东西(他认为这是使实验成功所必须的),并用金属线把两个金属片连接起来,不管有没有青蛙的肌肉,都会有电流通过。这就说明电并不是从蛙的组织中产生的,蛙腿的作用只不过相当于一个非常灵敏的验电器而已。1813年,戴维爵士(Sir Humphrey Davy)在不列颠皇家会馆(Britains Royal Society)的地窖里组装了一个巨大的电池。它是由2,000对金属盘所组成,占地889平方呎。这个电池是戴维用来实验用的。经由电解作用,他把天然的钠和钾混合物分离以萃取纯的钠和钾金属。这是一个危险的实验,因为这两种物质接触到水都会爆炸,必须被浸在煤油或其它碳氢化合物液体中。1836年 丹尼尔 而于电池的演变进程中,一个重要性的发展则是丹尼尔 Daniell 以一锌负极浸于稀酸电解质与铜正极浸于硫酸铜溶液所形成的丹尼尔 Daniell 电池。这样的设计改善了原本电池电流过减的缺点,增进了连续放电时的性能。1860年,法国的雷克兰士(George Leclanche)发明了世界广受使用的电池(碳锌电池)的前身。它的负极是锌和汞的合金棒(锌-伏特原型电池的负极,经证明是作为负极材料的最佳金属之一),而它的正极是以一个多孔的杯子盛装着碾碎的二氧化锰和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作为电流收集器。负极棒和正极杯都被浸在作为电解液的氯化铵溶液中。此系统被称为「湿电池」。 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」取代。负极被改进成锌罐(即电池的外壳),电解液变为糊状而非液体,基本上这就是现在我们所熟知的碳锌电池。汽车上的蓄电池又叫做伏特电堆,是一个叫亚历山德历·伏特的意大利人发明的。为了纪念他的贡献,人们把电压的计量单位叫做伏特。比如我们手电筒里的电池的电压是1.5伏特,我们家里的电灯的电压是220伏特。伏特是意大利帕维亚大学的研究电学的物理学家。有一天,伏特看了一位名叫加伐尼的解剖学家的一篇论文,说动物肌肉里贮存着电,可以用金属接触肌肉把电引出来。看了这篇论文,伏特非常兴奋,便决定亲自来做这个实验。他用许多只活青蛙反复实验,终于发现,实际情况并不像加伐尼所说的那样,而是两种不同的金属接触产生的电流,才使蛙腿的肌肉充电而收缩。为了证明自己的发现是正确的,伏特决定更深入地了解电的来源。一天,他拿出一块锡片和一枚银币,把这两种金属放在自己的舌头上,然后叫助手将金属导线把它们连接起来,刹时,他感到满嘴的酸味儿。接着,他将银币和锡片交换了位置,当助手将金属导线接通的一瞬间,伏特感到满嘴的咸味。这些实验证明,两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特想,只要能把这种电流引出来,就能大有作用。伏特经过反复实验,终于发明了被后人称做伏特电堆的电池,这就是在铜板和锌板中间夹上卡纸和用盐水浸过的布片,一层一层堆起来的蓄电池。这种电池,今天仍然在使用着。19世纪末,许多电器已经诞生,如电灯、电话、电报、电唱机等。这些电器的问世,给人们的生活带来了便利和欢乐。然而,这些电器都是要用电的。没有了电,这些东西就毫无利用价值,成了一堆废物。电的来源有两个途径:一是由发电机发电,二是由蓄电池供电。蓄电池便于携带,使用方便,但它供电的时间太短,因为当时的铅蓄电池是由铅和硫酸制成的。它的工作原理是,让铅和硫酸两个“冤家”碰在一起,让它们“打架”(发生化学反应)。在这个过程中,就产生了电流。由于硫酸的腐蚀性非常强,更有“战斗力”,因此,铅难以招架,不久就被打得“遍身鳞伤”,“举起两手投降”。这样一场“恶斗”很快就结束了,电流也就不能产生了。这种蓄电池使用时间短,因此,人们管它叫“短命蓄电池”。
  爱迪生,这位已经发明了不少电器的科学家,已经意识到解决蓄电池“短命”问题的重要性:如果不延长蓄电池的供电时间,将会影响许多电器的利用。因此,在这个20世纪即将来临的时候,发明一种“长寿”的蓄电池,比发明其他电器更有意义。于是,爱迪生把研制新型蓄电池的工作排上了日程。一旦确定了目标,爱迪生便把全部的精力投入到工作中去。在他的头脑里,其他事情,包括衣食住行似乎都淡化了,只清晰地留下研究工作。一天,爱迪生在家里吃饭时,突然举着刀叉的手停在空中,面部表情呆板。他的夫人看惯了他的这类事,知道他正考虑蓄电池的问题,便关切地问:“蓄电池‘短命’的原因在哪里?”“毛病出在内脏。要治好它的根,看来要给他开个刀,换器官。”“不是大家都认为,只能用铅和硫酸吗?”夫人脱口而出。她想了想,对她的丈夫——爱迪生说这种话毫无意义。他不是在许多“不可能”之中创造了奇迹吗?于是,夫人连忙纠正道:“世上没有不可能的事,对吗?”爱迪生被夫人的这番话逗乐了。“是啊,世界上没有什么不可能的事,我一定要攻下这个难关。”爱迪生暗暗地下定决心。经过反反复复的试验、比较、分析,爱迪生确认病根出在硫酸上。因此治好病根的方案与原来设想的一样:用一种碱性溶液代替酸性溶液——硫酸,然后找一种金属代替铅。当然这种金属应该会与选用的碱性溶液发生化学反应,并能产生电流。问题看起来很简单,只要选定一种碱性溶液,再找一种合适的金属就行了。然而,做起来却是非常非常的困难。爱迪生和他的助手们夜以继日地做实验。一个春天过去了,又一个春天过去了,苦战了3年,爱迪生试用了几千种材料,做了4万多次的实验,可依然没有什么收获。这时,一些冷言冷语也向他袭来,可爱迪生并不理会。他对自己的研究充满信心。有一次,一位不怀好意的记者向他问道:“请问尊敬的发明家,您花了3年时间,做了4万多次实验,有些什么收获?”爱迪生笑了笑说:“收获嘛,比较大,我们已经知道有好几千种材料不能用来做蓄电池。”爱迪生的回答,博得在场的人一片喝彩声。那位记者也被爱迪生的坚韧不拔的精神所感动,红着脸为他鼓掌。正是凭着这种精神,爱迪生将他的试验继续下去。1904年,在一个阳光灿烂的日子,爱迪生终于用氢氧化钠(烧碱)溶液代替硫酸,用镍、铁代替铅,制成世界上第一台镍铁碱电池。它的供电时间相当长,在当时可以算是“老寿星”了。正当助手们欢呼试验成功的时候,爱迪生十分冷静。他觉得,试验还没有结束,还需要对新型蓄电池的性能做进一步的验证。因此,他没有急着报道这一重大新闻。为了试验新蓄电池的耐久性和机械强度,他用新电池装配6部电动车,并叫司机每天将车开到凸凹不平的路面上跑100英里;他将蓄电池从四楼高处往下摔来做机械强度实验。经过严格的考验,不断地改进,1909年,爱迪生向世人宣布:他已成功地研制成功性能良好的镍铁碱电池。为了纪念爱迪生付出的辛勤劳动,人们管镍铁碱电池叫“爱迪生蓄电池”。
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