电池的发展历史

日期: 2024-09-02 14:04:25|浏览: 77|编号: 92538

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电池的发展历史

在古代,人类可能一直在研究和测试诸如“电”之类的东西。1932 年,在伊拉克巴格达附近发现了一个据信有数千年历史的陶瓶。它有一个插入铜筒的铁棒 - 可能用于储存静电,但这个瓶子的秘密可能永远不会被揭晓。

无论制作这个陶瓶的祖先是否知道静电,古希腊人肯定知道。他们知道如果摩擦一块琥珀,它会吸引轻物体。亚里士多德也知道磁铁矿的存在,磁铁矿是一种具有强磁力的矿物,可以吸引铁和其他金属。

1780年,意大利解剖学家伽伐尼在解剖一只青蛙时,手中拿着两种不同的金属器械,不小心同时触碰到了青蛙的大腿。青蛙的腿部肌肉立刻抽搐起来,就像被电流刺激了一样。而当只用一种金属器械触碰青蛙时,并没有出现这样的反应。伽伐尼认为,这种现象的发生,是因为动物体内产生了一种电,他称之为“生物电”。1791年,伽伐尼将这次实验的结果写成了论文,发表在学术界。

伽伐尼的发现引起了物理学家们的极大兴趣,他们竞相重复伽伐尼的实验,试图找到产生电流的方法。意大利物理学家伏打经过多次实验后认为,伽伐尼的“生物电”理论并不正确。青蛙肌肉之所以能产生电流,很可能是因为肌肉中存在某种液体。为了证明自己的观点,伏打把两片不同的金属片浸入各种溶液中进行实验。结果表明,只要两片金属片中的一片与溶液发生化学反应,金属片之间就能产生电流。

1799年,伏特把一块锌板和一块银板浸入盐水中,发现连接两种金属的导线中流过电流。于是,他把浸过盐水的绒布或纸放在许多锌板和银板之间,并叠起来。用手触摸两端,就会感觉到强烈的电流刺激。伏特就这样成功地制成了世界上第一个电池——“伏特电堆”。这个“伏特电堆”其实就是一组串联起来的电池。它成为早期电学实验和电报的电源。

意大利物理学家伏特多次重复了伽伐尼的实验,作为物理学家,他的注意力主要集中在两片金属上,而不是青蛙的神经上。伽伐尼认为青蛙腿的抽搐可能与电有关,但他认为青蛙的肌肉和神经中没有电。他推测电流的流动可能是由两种不同的金属接触而产生的,无论金属接触的是活的还是死的动物。实验证明,只要用浸过盐水或碱水(甚至只是湿的)的纸板、亚麻布、皮革或其他海绵状的东西将两片金属片隔开(他认为这是实验成功的必要条件),用金属线将两片金属片连接起来,无论有没有青蛙的肌肉,都会有电流流动。这说明青蛙的组织中不会产生电,青蛙腿的作用只是相当于一个非常灵敏的验电器。

1836年,英国的丹尼尔对“伏打电堆”进行了改进,采用稀硫酸作为电解液,解决了电池极化问题,制成了第一块不发生极化、能维持均衡电流的锌铜电池,又称“丹尼尔电池”。此后,又陆续出现了去极化效果更佳的“本生电池”和“格罗夫电池”,但这些电池都存在着随着使用时间增加电压下降的问题。

1860年,法国的普兰泰发明了一种以铅为电极的电池。这种电池的独特之处在于,当电池使用一段时间后,电压下降,可以通过反向电流,使电池电压再次上升。由于这种电池可以充电重复使用,所以被称为“蓄电池”。

但无论哪种电池,两块金属板之间都要填充液体,携带不便,尤其是电池使用的液体是硫酸,在搬运时非常危险。

同样是在1860年,法国人勒克莱尔发明了世界上应用最为广泛的电池的前身(碳锌电池)。它的负极是一根锌和汞合金的棒(锌伏打原型电池的负极,事实证明锌是作为负极材料的最佳金属之一),正极是一个多孔杯,里面装有粉碎的二氧化锰和碳的混合物。一根碳棒插入此混合物中作为集电器。负极棒和正极杯都浸入氯化铵溶液中作为电解质。这种系统被称为“湿电池”。勒克莱尔的电池虽然简陋,但价格低廉,因此直到1880年才被改进的“干电池”取代。负极被改进为锌罐(电池的外壳),电解质也变成了糊状而不是液体。这基本上就是我们今天所知道的碳锌电池。

1887年英国人赫勒森发明了最早的干电池,干电池的电解液呈糊状,不会泄漏,携带方便,因此得到了广泛的应用。

1890年,可充电镍铁电池发明

1896年 干电池在美国大规模生产

D型电池于1896年发明。

镍镉电池于1899年发明。

1910年 可充电铁镍电池实现商业化生产

1911年,我国建立生产干电池、铅酸蓄电池的工厂(上海交通部蓄电池厂)

1914年,碱性电池发明。

1934年,镍镉电池烧结极板发明。

1947年,开发出密封镍镉电池。

1949 年 Lew Urry()发明了小型碱性电池。

1954年,达里尔开发出太阳能电池。

1956 年制造出第一块 9 伏电池

1956年,我国建成第一家镍镉电池厂(风云器材厂(755厂))

1960年前后,联合公司开始商品化碱性电池,我国开始研究碱性电池(西安清华厂等三家公司合作研发)

免维护铅酸电池出现于1970年左右。

锂电池于1970年左右开始投入实用。

1976年,科学家发明了镍氢电池。

1980年左右,开发出了用于镍氢电池的稳定合金。

1983年我国开始研究镍氢电池(南开大学)

1987年,我国改进镍镉电池工艺,采用泡沫镍,使电池容量提高40%。

1987年之前,我国实现锂一次电池商业化生产

1989年,我国镍氢电池研究被列入国家计划

1990年以前,出现了角形(口香糖状)电池。

镍氢电池于1990年左右实现商业化生产。

1991 年索尼商业化可充电锂离子电池

1992年 Karl、Josef 和 Klaus 获得碱性充电电池专利

1992 年,公司生产碱性充电电池

1995年,我国镍氢电池商业化生产初具规模

1999 年商业化生产可充电锂聚合物电池

2000年我国实现锂离子电池商业化生产

2000年以后,燃料电池和太阳能电池成为全世界关注的新能源发展重点问题。

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