最早的电池的一个主要问题是什么
最早的电池的一个主要问题是什么
1746年,荷兰莱顿大学的梅森·布洛克发明了收集电荷的“莱顿罐”。他看到很难收集但很容易在空气中消失的电,他想找到一种省电的方法。有一天,他拿着一个桶悬在空中,与一个马达和一个桶相连,从桶里取出一根铜线,浸在装满水的玻璃瓶中。他的助手手里拿着玻璃瓶,梅森·布洛克则从侧面摇动马达。这时他的助手不小心碰到了枪管,突然感到一阵强烈的电击,大声喊道。梅森·布洛克随后与助手交流,让助手摇动马达,同时,他一只手拿着水瓶,另一只手碰了碰枪。电池还处于胚胎阶段,那就是莱登·贾尔。
1780年,意大利解剖学家路易吉·加里尼在做青蛙解剖时,双手拿着不同的金属器械,不小心同时碰到了青蛙的大腿。青蛙腿上的肌肉立刻抽搐起来,好像被电击了似的。如果只使用金属仪器触摸青蛙,就不会有这种反应。格里尼认为,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”
电偶的发现引起了物理学家们的极大兴趣,他们竞相重复青蛙实验,试图找到发电的方法。意大利物理学家沃尔特经过几次实验后说:“生物电”的概念是不正确的。青蛙的肌肉之所以能发电,可能是因为肌肉中的某种液体在起作用。为了证明他的观点,伏特将两块不同的金属片浸入不同的溶液中进行测试。
1799年,伏特将一块锌板和一块锡板浸入盐水中,发现有电流流过连接这两种金属的导线。因此,他在锌片和银片之间放了许多绒毛布或浸过盐水的纸片。当用手触摸两端时,他感到强烈的电流刺激。结果发现,只要两块金属板中的一块与溶液发生化学反应,这些金属板之间就会产生电流。
锂元素是在1817年被瑞典化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特逊发现,贝齐里乌斯将其命名为锂。到1855的年本生和马奇森采用电解熔化氯化锂的方法才得到金属锂单质,而工业化制锂是在1893年由根莎提出的。现在仍然采用电解LiCl制取锂,这个方法要消耗大量的电能,每炼一吨锂就耗电高达六、七万度。
锂在他出世后的100多年中,它主要作为抗痛风药服务于医学界。美国航空航天航空局(NASA)最早认识到,锂电池能作为一种高效的电池。这是因为电池电压是和负极金属活泼性密切相关的。作为非常活泼的碱金属,锂电池能提供较高的电压。比如锂电池可以提供3V的电压,而铅蓄电池只有2.1V,而碳锌电池只有1.5V。根据P=UI,相同电流下,锂电池能输出更高的功率。
作为3号元素,自然界存在的锂由两种稳定的同位素6Li和7Li组成,因此锂的相对原子质量只有6.9。这就意味着在在质量相同时,金属锂比其它活泼金属能提供更多的电子。此外,锂元素还有另外一个优点。锂离子离子半径小,因此锂离子比其他大的离子更容易在电解液中移动,充放电时可以实现正负极间的有效、快速的迁移,从而使整个电化学反应得以进行。
电池指装有电解质溶液和金属电极的杯子、罐或其他容器或复合容器中产生电流的空间,简言之,是一种能够将化学能转化为电能的装置,其具有正极和负极。随着科学技术的发展,电池被广泛地称为产生电能的小装置,如太阳能电池。电池的技术参数主要包括电动势、容量、比能量和电阻。利用该电池作为能源,可以获得电压稳定、电流稳定、长期稳定供电、外界影响小的电流,并且电池结构简单、携带方便、充放电操作方便,不受气候和温度的影响。它具有稳定可靠的性能,在现代社会生活的方方面面发挥着巨大的作用。