Ⅰ 伏打電池的發明對電學的發展有何作用
伏達電池,是人類的第一種電池,以前基本上研究點都是摩擦電或者靜電,儲存電能最好的裝置是雷頓瓶,也就是一種電容,對電學的研究只能在一瞬間進行,所以幾千年來沒研究出個所以然來,而伏打電池,以及伏打電堆,為科學家們提供了穩定的研究條件,電學迅速取得突破,什麼伏特,安培,法拉第,歐姆,都是伏打電池發明以後涌現出來的科學家。
Ⅱ 電池的發展史
電池發展史
l 1786年伽伐尼義大利解刨學家。
l 1800年伏特發明伏特電堆。
l 1836年英國人丹尼爾對「伏特電堆」進行改良。
l 1860年法國人普朗泰發明出用鉛做電極的電池,因為這種電池能充電,可以反復使用,所以稱它為「蓄電池」。
l 1860年法國人雷克蘭士發明了世界廣受使用的電池(碳鋅電池,濕電池)的前身,1880年雷克蘭士對自己的發明進行改進,製造出干電池(還不是嚴格意義上的干電池)。
l 1887年,英國人赫勒森發明了最早的干電池。干電池的電解液為糊狀,不會溢漏,便於攜帶,因此獲得了廣泛應用。
l 1890年美國人愛迪生發明可充電的鐵鎳電池(鋰電池的鼻祖)。
l 1896年在美國批量生產干電池。
l 1896年發明D型電池。
l 1899年發明鎳鎘電池。
l 1910年可充電的鐵鎳電池商業化生產。
l 1911年我國建廠生產干電池和鉛酸蓄電池(上海交通部電池廠)。
l 1914年愛迪生發明鹼性電池。
l 1934年發明鎳鎘電池燒結極板。
l 1947年開發出密封鎳鎘電池。
l 1949年開發出小型鹼性電池。
l 1954年開發出太陽能電池。
l 1956年製造第一個9伏電池。
l 1956年我國建設第一個鎳鎘電池工廠。
l 1960前後Union Carbide.商業化生產鹼性電池,我國開始研究鹼性電池(西安慶華廠等三家合作研發)。
l 1970前後出現免維護鉛酸電池。
l 1970前後一次鋰電池實用化。
l 1976年Philips Research的科學家發明鎳氫電池。
l 1980前後開發出穩定的用於鎳氫電池的合金。
l 1983年我國開始研究鎳氫電池(南開大學)。
l 1987年我國改進鎳鎘電池工藝,採用發泡鎳,電池容量提升40%。
l 1987前我國商業化生產一次鋰電池。
l 1989年我國鎳氫電池研究列入國家計劃。
l 1990前出現角型(口香糖型)電池。
l太陽能電池板。
l 1990前後鎳氫電池商業化生產。
l 1991年Sony發明了可充電的鋰離子電池。
l 1992年Battery Technologies, Inc.生產鹼性充電電池。
l 1995年我國鎳氫電池商業化生產初具規模。
l 1999年可充電鋰聚合物電池商業化生產。
l 2000年我國鋰離子電池商業化生產。
Ⅲ 電池發明的歷史資料
愛迪抄生發明電池1902年
(5月28日)
1902年5月28日,愛迪生今天宣布發明了一種新式蓄電池。這
種電池比以前的鉛酸電池重量輕,但使用壽命長。
這位多產的發明家說,這種電池是用鎳、鐵和鹼溶液製成
的。它能使電力汽車與汽油發動機汽車相媲美。
Ⅳ 電池是誰發明的
伏特發明了電池。
1799年,義大利物理學家伏特把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水內里,發現連接兩塊金容屬的導線中有電流通過。於是,他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片,平疊起來。
用手觸摸兩端時,會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功地製成了世界上第一個電池──「伏特電堆」。這個「伏特電堆」實際上就是串聯的電池組。這成為早期電學實驗,電報機的電力來源。
不同電池各有特性,用戶必須依照廠商說明書指示的方法進行充電。在待機備用狀態下,電話也要耗費電池,如果要進行快速充電,宜先將手機關閉或把電池拆下進行充電。
有些自動化的智能型快速充電器當指示燈信號轉變時,只表示充滿了90%,充電器會自動改用慢速充電將電池完全充滿。用戶最好將電池完全充滿後使用,否則會縮短使用時間。
Ⅳ 電的發明意義
首先聲明下,電不是發明的,是發現的,1786年,義大利科學家伽伐尼在一次偶然的機會中發現,放在兩塊不同金屬之間的蛙腿會發生痙攣現象,他認為這是一種生物電現象,1791年伏特得知這一發現,引起了極大的興趣,作了一系列實驗。1793年伏特發表一篇論文,總結了自己的實驗。後來,伏特通過進一步的實驗研究,終於發現兩片不同金屬不用動物體也可以有電產生,並據此發明了電池,伏特高興得稱它為人造發電器。伏特電池的發明,使得科學家可以用比較大的持續電流來進行各種電學研究,促使電學研究有了一個巨大的進展。
1839年英國法官William Grove在一項業余的實驗中發現了神奇的燃料電池。
1866年,德國工程師西門子,發明強力發電機,並用於機車上,電真正進入人類社會生產,為人類打開了一扇全新的大門。
Ⅵ 研究鋰離子電池有什麼現實意義
在人類還沒有找到理想替代石油和煤等核心能源之前是很好的過度性技術,電池雖然不能自己產生電能,但是它可以儲存攜帶能量,可以把能量從一個地方轉移到另一個地方,減小人們對石油煤等不可再生資源的依賴性。
Ⅶ 愛迪生為什麼要發明電池電池,是什麼原因使他去發明電池。
愛迪生發明創造年表:
1868年10月11日發明「投票計數器」,獲得生平第一項專利權。
1869年10月與友人合設「波普——愛迪生公司」。
1870年發明普用印刷機,出讓專利權,獲4萬美元。在紐約克自設製造廠。
1872—1876年發明電動畫機電報,自動復記電報法,二重、四重電報法,製造蠟紙炭質電阻器等。
1875年發明聲波分析諧振器。
1876年在新澤西州的門羅公園建立了一個實驗室——第一個工業研究實驗室。它是現代的「研究小組」這一概念的創始。發明碳精棒送話器。申請電報自動記錄機專利。
1877年在門羅公園改進了早期由貝爾發明的電話,並使之投入了實際使用。獲得三項專利:穿孔筆、氣動鐵筆和普通鐵筆。 8月20日發明了被證實為愛迪生心愛的一個項目——留聲機。
1878年愛迪生宣稱要解決電照明的問題。英國皇家學會舉辦留聲機展覽。改良留聲機,設計微音器,擴音器,空中揚聲器,聲音發動機,調音發動機,微熱計,驗味計等。2月19日獲留聲機專利。7月與賓夕法尼亞大學派克教授赴懷俄明觀察日全蝕,並用他發明的氣溫計測量太陽周圍全體的溫度。8月返回門羅公園,重新投入科研實驗當中。英國批准愛迪生「錄放機」專利申請。9月訪問康涅狄克州的威廉·華萊士。開始進行發明電燈的研究。10月5日提出等一份關於鉑絲「電燈」的專利申請。
1879—1880年經數千次的挫折發明高阻力白熾燈。改良發電機。設計電流新分布法,電路的調准和計演算法。發明電燈座和開關。發明磁力析礦法。
1879年8月30日愛迪生和貝爾在薩拉托加溪市的市政廳各自演示了電話裝置,結果愛迪生的電話比貝爾的清晰。10月21日發明高阻力白熾燈,它連續點燃了40個小時。11月1日申請碳絲燈專利。12月21日《紐約快報》報道了愛迪生的白熾電燈。12月25日對來自紐約市的3000名參觀者在門羅公園作公開電燈表演。
1880年研究直升機。獲得電燈發明專利權。製成磁力篩礦器。1月28日提出「電力輸配系統」專利書。2月18日《斯克立柏月刊》發表了《愛迪生的電燈》一文,正式發表了電燈的發明。5月第一艘由電燈照明的「哥倫比亞號」輪船試航成功。
12月成立紐約愛迪生電力照明公司。
1881紐約第五大街總部設立。成立一個白熾燈廠於紐約克。設立發電機,地下電線,電燈零件的製造廠。在門羅公園試驗電車。
1882發明電流三線分布制。申請專利141項。9月4日成立第一所中央廠。 12月底美國各地建立了150多個小電站。
1885年5月23日提出無線電報專利。
1887—1890年改良圓筒式留聲機,取得關於留聲機的專利權80餘份。經營留聲機,唱片,授語機等製造和發售事業。
1888年發明唱筒型留聲機。
1889年參加巴黎百年博覽會。發明電氣鐵道多種。完成活動電影機。
1890—1899年設計大型碎石機,研磨機。在奧格登礦地親自指揮用新方法大規模開發鐵礦。
1891年發明「愛迪生選礦機」,開始自行經營采礦事業。獲得「活動電影放映機」專利。5月20日第一台成功的活動電影視鏡在新澤西州西奧蘭治的愛迪生實驗室向公眾展示。
1893年愛迪生實驗室的庭院里建立起世界上第一座電影「攝影棚」。
1894年4月14日在紐約開辟第一家活動電影放映機影院。
1896年年4月23日第一次在紐約的科斯特—拜厄爾的音樂堂使用「維太放映機」放映影片,受到公眾熱烈歡迎。
1902年使用新型蓄電池作車輛動力的試驗,行程為5000英里,每充一次電,可走100英里,獲得成功。
1903年愛迪生的公司攝制了第一部故事片《列車搶劫》。
1909年費時十年,蓄電池的研究,終於成功。製成傳真電報。獲得原料機、加細碾機、長窯設計專利。
1910—1914年完成圓盤式留聲機,不損唱片和金鋼石唱片。完成有聲電影機。
1910年發明「圓盤唱片」。
1912年發明「有聲電影」。研製成傳語留聲機。
1914—1915年發明石碳酸綜合製造法,並合留聲機和授語機為遠寫機,一方電話機可自動紀錄對方說話。自行製造苯、靛油等。
1915—1918年完成發明39件之多,其中最著名的是魚雷機械裝置,噴火器和水底潛望鏡等。
1927年完成長時間唱片。
1928年從野草中提煉橡膠成功。
回答者:匿名 2-9 15:13
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愛迪生一生的發明
托馬斯·阿爾瓦·愛迪生(ThomasAlvaEdison 1847-1931)是位舉世聞名的美國電學家和發明家,他除了在留聲機、電燈、電話、電報、電影等方面的發明和貢獻以外,在礦業、建築業、化工等領域也有不少著名的創造和真知灼見。愛迪生一生共有約兩千項創造發明,為人類的文明和進步作出了巨大的貢獻。
愛迪生於1847年 2月11日誕生於美國中西部的俄亥俄州的米蘭小市鎮。父親是荷蘭人的後裔,母親曾當過小學教師,是蘇格蘭人的後裔。愛迪生7歲時,父親經營屋瓦生意虧本,將全家搬到密歇根州休倫北郊的格拉蒂奧特堡定居下來。搬到這里不久,愛迪生就患了猩紅熱,病了很長時間,人們認為這種疾病是造成他耳聾的原因。愛迪生8歲上學,但僅僅讀了三個月的書,就被老師斥為「低能兒」而攆出校門。從此以後,他的母親是他的「家庭教師」。由於母親的良好的教育方法,使得他對讀書發生了濃厚的興趣。「他不僅博覽群書,而且一目十行,過目成誦」。8 歲時,他讀了英國文藝復興時期最重要的劇作家莎士比亞、狄更斯的著作和許多重要的歷史書籍,到9 歲時,他能迅速讀懂難度較大的書,如帕克的《自然與實驗哲學》。10歲時酷愛化學。11歲那年,他實驗了他的第一份電報。為了賺錢購買化學葯品和設備,他開始了工作。12歲的時候,他獲得列車上售報的工作,輾轉於休倫港和密歇根州的底特律之間。他一邊賣報,一邊兼做水果、蔬菜生意,只要有空他就到圖書館看書。他買了一架舊印刷機,開始出版自己的周刊——《先驅報》,第一期周刊就是在列車上印刷的。他用所掙得的錢在行李車上建立了一個化學實驗室。不幸有一次化學葯品著火,他連同他的設備全被扔出車外。另外有一次,當愛迪生正力圖登上一列貨運列車時,一個列車員抓住他的兩只耳朵助他上車。這一行動導致了愛迪生成為終身聾子。
1862年8月,愛迪生以大無畏的英雄氣魄救出了一個在火車軌道上即將遇難的男孩。孩子的父親對此感恩戴德,但由於無錢可以酬報,願意教他電報技術。從此,愛迪生便和這個神秘的電的新世界發生了關系,踏上了科學的征途。
1863年,愛迪生擔任大幹線鐵路斯特拉福特樞紐站電信報務員。從1864年至1867年,在中西部各地擔任報務員,過著類似流浪的生活。足跡所至,包括斯特拉福特、艾德里安、韋恩堡、印第安那波利斯、辛辛那提、那什維爾、田納西、孟斐斯、路易斯維爾、休倫等地。
1868年,愛迪生以報務員的身份來到了波士頓。同年,他獲得了第一項發明專利權。這是一台自動記錄投票數的裝置。愛迪生認為這台裝置會加快國會的工作,它會受到歡迎的。然而,一位國會議員告訴他說,他們無意加快議程,有的時候慢慢地投票是出於政治上的需要。從此以後,愛迪生決定,再也不搞人們不需要的任何發明。
1869年6月初,他來到紐約尋找工作。當他在一家經紀人辦公室等候召見時,一台電報機壞了。愛迪生是那裡唯一的一個能修好電報機的人,於是他謀得了一個比他預期的更好的工作。10月他與波普一起成立一個「波普——愛迪生公司」,專門經營電氣工程的科學儀器。在這里,他發明了「愛迪生普用印刷機」。他把這台印刷機獻給華爾街一家大公司的經理,本想索價5000美元,但又缺乏勇氣說出口來。於是他讓經理給個價錢,而經理給了4萬美元。
愛迪生用這筆錢在新澤西州紐瓦克市的沃德街建了一座工廠,專門製造各種電氣機械。他通宵達旦地工作。他培養出許多能乾的助手,同時,也巧遇了勤快的瑪麗,他未來的第一個新娘。在紐瓦克,他做出了諸如蠟紙、油印機等的發明,從1872至1875年,愛迪生先後發明了二重、四重電報機,還協助別人搞成了世界上第一架英文打字機。
1876年春天,愛迪生又一次遷居,這次他遷到了新澤西州的「門羅公園」。他在這里建造了第一所「發明工廠」,它「標志著集體研究的開端」。1877年,愛迪生改進了早期由貝爾發明的電話,並使之投入了實際使用。他還發明了他心愛的一個項目——留聲機。電話和電報「是擴展人類感官功能的一次革命」;留聲機是改變人們生活的三大發明之一,「從發明的想像力來看,這是他極為重大的發明成就」。到這個時候,人們都稱他為「門羅公園的魔術師」。
愛迪生在發明留聲機的同時,經歷無數次失敗後終於對電燈的研究取得了突破,1879年10月22日,愛迪生點燃了第一盞真正有廣泛實用價值的電燈。為了延長燈絲的壽命,他又重新試驗,大約試用了6000多種纖維材料,才找到了新的發光體——日本竹絲,可持續1000多小時,達到了耐用的目的。從某一方面來說,這一發明是愛迪生一生中達到的登峰造極的成就。接著,他又創造一種供電系統,使遠處的燈具能從中心發電站配電,這是一項重大的工藝成就。
他在純科學上第一個發現出現於1883年。試驗電燈時,他觀察到他稱之為愛迪生效應的現象:在點亮的燈泡內有電荷從熱燈絲經過空間到達冷板。愛迪生在1884年申請了這項發現的專利,但並未進一步研究。而旁的科學家利用愛迪生效應發展了電子工業,尤其是無線電和電視。
愛迪生又企圖為眼睛做出留聲機為耳朵做出的事,電影攝影機即產生於此。使用一條喬治伊斯曼新發明的賽璐珞膠片,他拍下一系列照片,將它們迅速地、連續地放映到幕布上,產生出運動的幻覺。他第一次在實驗室里試驗電影是在1889年,1891年申請了專利。1903年,他的公司攝制了第一部故事片「列車搶劫」。愛迪生為電影業的組建和標准化做了大量工作。
1887年愛迪生把他的實驗室遷往西奧蘭治以後,為了他的多種發明製成產品和推銷,他創辦了許多商業性公司;這些公司後來合並為愛迪生通用電氣公司,後又稱為通用電氣公司。此後,他的興趣又轉到熒光學、礦石搗碎機、鐵的磁離法、蓄電池和鐵路信號裝置上。
第一次世界大戰期間,他研製出魚雷機械裝置、噴火器和水底潛望鏡。
1929年10月21日,在電燈發明50周年的時候,人們為愛迪生舉行了盛大的慶祝會,德國的愛因斯坦和法國的居里夫人等著名科學家紛紛向他祝賀。不幸的是,就在這次慶祝大會上,當愛迪生致答辭的時候,由於過分激動,他突然昏厥過去。從此,他的身體每況愈下。1931年10月18日,這位為人類作過偉大貢獻的科學家因病逝世,終年84歲。
愛迪生的文化程度極低,對人類的貢獻卻這么巨大,這里的「秘訣」是什麼呢?他除了有一顆好奇的心,一種親自試驗的本能,就是他具有超乎常人的艱苦工作的無窮精力和果敢精神。當有人稱愛迪生是個「天才」時,他卻解釋說:「天才就是百分之二的靈感加上百分之九十八的汗水。」他在「發明工廠」,把許多不同專業的人組織起來,裡面有科學家、工程師、技術人員、工人共100多人,愛迪生的許多重大發明就是靠這個集體的力量才獲得成功的。他的成就主要歸功於他的勤奮和創造性才能以及集體的力量,此外,他的妻子也曾起了相當重要的作用。
愛迪生發明創造年表:
1868年10月11日發明「投票計數器」,獲得生平第一項專利權。
1869年10月與友人合設「波普——愛迪生公司」。
1870年發明普用印刷機,出讓專利權,獲4萬美元。在紐約克自設製造廠。
1872—1876年發明電動畫機電報,自動復記電報法,二重、四重電報法,製造蠟紙炭質電阻器等。
1875年發明聲波分析諧振器。
1876年在新澤西州的門羅公園建立了一個實驗室——第一個工業研究實驗室。它是現代的「研究小組」這一概念的創始。發明碳精棒送話器。申請電報自動記錄機專利。
1877
Ⅷ 電池的發明及發展過程
電池
不管製造這個粘土瓶的祖先是否知道有關靜電的事情,但可以確定的是古希臘人絕對知道。他們曉得如果磨擦一塊琥珀,就能吸引輕的物體。亞里斯多德(Aristotle)也知道有磁石這種東西,它是一種具有強大磁力能吸引鐵和金屬的礦石。
1780年的一天,義大利解剖學家伽伐尼在做青蛙解剖時,兩手分別拿著不同的金屬器械,無意中同時碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下,彷彿受到電流的刺激,而只用一種金屬器械去觸動青蛙,卻並無此種反就。伽伐尼認為,出現這種現象是因為動物軀體內部產生的一種電,他稱之為 「生物電」。伽伐尼於1791年將此實驗結果寫成論文,公布於學術界。
伽伐尼的發現引起了物理學家們極大興趣,他們競相重復枷伐尼的實驗,企圖找到一種產生電流的方法,義大利物理學家伏特在多次實驗後認為:伽伐尼的 「生物電」之說並不正確,青蛙的肌肉之所以能產生電流,大概是肌肉中某種液體在起作用。為了論證自己的觀點,伏特把兩種不同的金屬片浸在各種溶液中進行試驗。結果發現,這兩種金屬片中,只要有一種與溶液發生了化學反應,金屬片之間就能夠產生電流。
1799年,伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水裡,發現連接兩塊金屬的導線中有電流通過。於是,他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片,平疊起來。用手觸摸兩端時,會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功的製成了世界上第一個電池—— 「伏特電堆」。這個「伏特電堆」實際上就是串聯的電池組。它成為早期電學實驗,電報機的電力來源。
義大利物理學家伏打就多次重復了伽伐尼的實驗。作為物理學家,他的注意點主要集中在那兩根金屬上,而不在青蛙的神經上。對於伽伐尼發現的蛙腿抽搐的現象,他想這可能與電有關,但是他認為青蛙的肌肉和神經中是不存在電的,他推想電的流動可能是由兩種不同的金屬相互接觸產生的,與金屬是否接觸活動的或死的動物無關。實驗證明,只要在兩種金屬片中間隔以用鹽水或鹼水浸過的(甚至只要是濕和)硬紙、麻布、皮革或其它海綿狀的東西(他認為這是使實驗成功所必須的),並用金屬線把兩個金屬片連接起來,不管有沒有青蛙的肌肉,都會有電流通過。這就說明電並不是從蛙的組織中產生的,蛙腿的作用只不過相當於一個非常靈敏的驗電器而已。
1836年,英國的丹尼爾對 「伏打電堆」進行了改良。他使用稀硫酸作電解液,解決了電池極化問題,製造出第一個不極化,能保持平衡電流的鋅—銅電池,又稱「丹尼爾電池」。此後,又陸續有去極化效果更好的 「本生電池」和 「格羅夫電池」等問世。但是,這些電池都存在電壓隨使用時間延長而下降的問題。
1860年,法國的普朗泰發明出用鉛做電極的電池。這種電池的獨特之處是,當電池使用一段使電壓下降時,可以給它通以反向電流,使電池電壓回升。因為這種電池能充電,可以反復使用,所以稱它為「 蓄電池」。
然而,無論哪種電池都需在兩個金屬板之間灌裝液體,因此搬運很不方便,特別是蓄電池所用液體是硫酸,在挪動時很危險。
1887年,英國人赫勒森發明了最早的干電池。干電池的電解液為糊狀,不會溢漏,便於攜帶,因此獲得了廣泛應用。
將化學能、光能、熱能、核能等直接轉換為電能的裝置。有化學電池、太陽電池、溫差電池、核電池等。通常所說的電池指化學電池。
電池的性能參數主要有電動勢 、容量、比能量和電阻。電動勢等於單位正電荷由負極通過電池內部移到正極時,電池非靜電力(化學力)所做的功。電動勢取決於電極材料的化學性質,與電池的大小無關。電池所能輸出的總電荷量為電池的容量 ,通常用安培小時作單位。在電池反應中,1千克反應物質所產生的電能稱為電池的理論比能量。電池的實際比能量要比理論比能量小。因為電池中的反應物並不全按電池反應進行,同時電池內阻也要引起電動勢降,因此常把比能量高的電池稱做高能電池。電池的面積越大,其內阻越小 。
電池的種類很多,常用電池主要是干電池、蓄電池,以及體積小的微型電池 。此外,還有金屬-空氣電池、燃料電池以及其他能量轉換電池如太陽電池、溫差電池、核電池等。
干電池 一種使用最廣泛的化學電池。1865年法國人勒克朗謝在伏打電池的基礎上研製了一種碳/二氧化錳/氯化銨溶液/鋅體系的濕電池。經發展,干電池有100餘種。除了鋅 - 錳干電池外,還有鎂 -錳干電池、鋅 - 氧化汞干電池、鋅-氧化銀干電池等 。由於干電池的氧化和還原反應的可逆性很差,用完後一般不能用充電方法使正、負極活性物質恢復到原來狀態,因此干電池又稱為一次電池。最常用的干電池是鋅-錳干電池,有糊式、紙板式、鹼式和疊層式幾種。
糊式鋅-錳干電池 由鋅筒 、電糊層、二氧化錳正極 、炭棒、銅帽等組成。最外面的一層是鋅筒,它既是電池的負極又兼作容器,在放電過程中它要被逐漸溶解;中央是一根起集流作用的碳棒;緊緊環繞著這根碳棒的是一種由深褐色的或黑色的二氧化錳粉與一種導電材料(石墨或乙炔黑)所構成的混合物,它與碳棒一起構成了電池的正極體,也叫炭包。為避免水分的蒸發,干電池的上部用石蠟或瀝青密封 。鋅-錳干電池工作時的電極反應為鋅極:Zn→Zn2++2e
碳極:
紙板式鋅-錳干電池 在糊式鋅-錳干電池的基礎上改進而成。它以厚度為 70~100微米的不含金屬雜質的優質牛皮紙為基,用調好的糊狀物塗敷其表面,再經過烘乾製成紙板,以代替糊式鋅-錳干電池中的糊狀電解質層。紙板式鋅-錳干電池的實際放電容量比普通的糊式鋅 -錳干電池要高出2~3倍。標有「高性能」字樣的干電池絕大部分為紙板式。
鹼性鋅 -錳干電池 其電解質由汞齊化的鋅粉、35%的氫氧化鉀溶液再加上一些鈉羧甲基纖維素經糊化而成 。由於氫氧化鉀溶液的凝固點較低、內阻小 ,因此鹼性鋅 -錳干電池能在-20℃溫度下工作,並能大電流放電。鹼性鋅 - 錳干電池可充放電循環40多次,但充電前不能進行深度放電(保留60%~70%的容量),並需嚴格控制充電電流和充電期終的電壓。
疊層式鋅-錳干電池 由幾個結構緊湊的扁平形單體電池疊在一起構成。每一個單體電池均由塑料外殼、鋅皮、導電膜以及隔膜紙、炭餅(正極)組成。隔膜紙是一種吸有電解液的表面有澱粉層的漿層紙,它貼在鋅皮的上面;隔膜紙上面是炭餅。隔膜紙如同糊式干電池的電糊層,起隔離鋅皮負極和炭餅正極的作用。疊層式鋅 - 錳干電池減去了圓筒形糊式干電池串聯組合的麻煩,其結構緊湊、體積小、體積比容量大,但貯存壽命短且內阻較大,因而放電電流不宜過大。
蓄電池 通過充電將電能轉變為化學能貯存起來,使用時再將化學能轉變為電能釋放出來的一種化學電池。其轉變的過程是可逆的。當蓄電池已完全放電或部分放電後,兩電極板表面形成新的化合物,這時若用適當的反向電流通入蓄電池,就可以使在放電過程中形成的化合物還原為原先的活性物質,供下次放電再用,此過程叫充電,即將電能以化學能的形式貯存在蓄電池中。電池接通負載供給外電路電流的過程叫放電 。 蓄電池的充電和放電過程可以重復循環多次,故蓄電池又稱為二次電池 。 按所使用的電解質溶液的不同,蓄電池分為酸性和鹼性兩大類。按正負極板所使用的活性物質材料又有鉛蓄電池、鎘鎳、鐵鎳、銀鋅、鎘銀蓄電池等幾種。鉛蓄電池為酸性電池,後四種為鹼性電池。
鉛蓄電池 由正極板群、負極板群、電解液和容器等組成。充電後的正極板是棕褐色的二氧化鉛(PbO2),負極板是灰色的絨狀鉛(Pb),當兩極板放置在濃度為27%~37%的硫酸( H2SO4 )水溶液中時 ,極板的鉛和硫酸發生化學反應,二價的鉛正離子( Pb2+)轉移到電解液中,在負極板上留下兩個電子( 2e- )。由於正負電荷的引力,鉛正離子聚集在負極板的周圍,而正極板在電解液中水分子作用下有少量的二氧化鉛( PbO2 )滲入電解液,其中兩價的氧離子和水化合,使二氧化鉛分子變成可離解的一種不穩定的物質——氫氧化鉛〔Pb(OH4〕)。氫氧化鉛由4價的鉛正離子(Pb4+)和4個氫氧根〔4(OH)-〕組成。4價的鉛正離子(Pb4+)留在正極板上,使正極板帶正電。由於負極板帶負電,因而兩極板間就產生了一定的電位差,這就是電池的電動勢。當接通外電路,電流即由正極流向負極。在放電過程中,負極板上的電子不斷經外電路流向正極板,這時在電解液內部因硫酸分子電離成氫正離子(H+)和硫酸根負離子(SO42-),在離子電場力作用下,兩種離子分別向正負極移動,硫酸根負離子到達負極板後與鉛正離子結合成硫酸鉛( PbSO2 )。在正極板上,由於電子自外電路流入,而與4價的鉛正離子(Pb4+)化合成 2價的鉛正離子( Pb2+),並立即與正極板附近的硫酸根負離子結合成硫酸鉛附著在正極上。鉛蓄電池正、負極板在放電過程中的化學反應為
隨著蓄電池的放電,正負極板都受到硫化,同時電解液中的硫酸逐漸減少,而水分增多,從而導致電解液的比重下降在實際使用中,可以通過測定電解液的比重來確定蓄電池的放電程度。在正常使用情況下,鉛蓄電池不宜放電過度,否則將使和活性物質混在一起的細小硫酸鉛晶體結成較大的體,這不僅增加了極板的電阻,而且在充電時很難使它再還原,直接影響蓄池的容量和壽命。鉛蓄電池充電是放電的逆過程。充電時總的化學反應為
鉛蓄電池的工作電壓平穩、使用溫度及使用電流范圍寬、能充放電數百個循環 、貯存性能好 ( 尤其適於乾式荷電貯存)、造價較低,因而應用廣泛。採用新型鉛合金,可改進鉛蓄電池的性能。如用鉛鈣合金作板柵,能保證鉛蓄電池最小的浮充電流、減少添水量和延長其使用壽命;採用鉛鋰合金鑄造正板柵 ,則可減少自放電和滿足密封的需要 。此外,開口式鉛蓄電池要逐步改為密封式,並發展防酸、防爆式和消氫式鉛蓄電池。
鹼性蓄電池 與同容量的鉛蓄電池相比,其體積小,壽命長,能大電流放電,但成本較高。鹼性蓄電池按極板活性材料分為鐵鎳、鎘鎳、鋅銀蓄電池等系列。以鎘鎳蓄電池為例,鹼性蓄電池的工作原理是:蓄電池極板的活性物質在充電後,正極板為氫氧化鎳〔 Ni(OH)3 〕,負極板為金屬鎘( Cd );而 放 電 終 止時,正極 板轉 變為 氫 氧化 亞鎳〔 Ni(OH2)〕, 負極板轉 變 為氫 氧 化鎘〔Cd (OH) 2〕,電解液多選用氫氧化鉀( KOH)溶液。在充放電過程中總的化
由充放電過程中的化學反應可知,電解液僅作為電流的載體而濃度並不發生變化,因而只能根據電壓的變化來判斷
充放電的程度。鎘鎳密封蓄電池在充電過程中,正極析出氧氣,負極析出氫氣。由於鎘鎳密封蓄電池在製造時負極物質是過的,這就避免了氫氣的發生;而在正極上產生的氧氣,由於電化學作用被負極吸收,因此防止了氣體在蓄電池內部集聚,從而保證了蓄電池在密封條件下正常工作。鎘鎳蓄電池已有了幾十年的歷史,最初用作牽引、起動、照明及信號電源,現代用作內燃機車、飛機的起動及點火電源。60年代製成的密封式電池則用作人造衛星、攜帶式電動工具、應急裝備的電源。鎘鎳蓄電池改進的方向之一是採用雙極性結構,這種結構的內阻很小,適用於脈沖大電流放電,能滿足大功率設備的供電需要;此外,電極採用壓成式、燒結式和箔式。
金屬-空氣電池 以空氣中的氧氣作為正極活性物質,金屬作為負極活性物質的一種高能電池。使用的金屬一般是鎂、鋁、鋅、鎘、鐵等;電解質為水溶液。其中鋅空氣電池已成為成熟的產品。
金屬 -空氣電池具有較高的比能量,這是因為空氣不計算在電池的重量之內。鋅空氣電池的比能量是現生產的電池中最高的,已達 400瓦·小時/千克(Wh/kg),是一種高性能中功率電池,並正向高功率電池的方向發展。目前生產的金屬-空氣電池主要是一次電池;研製中的二次金屬-空氣 電 池 為 采 用 更 換 金 屬 電 極的 機 械 再 充 電電池 。 由於金屬 - 空 氣電池工作時要不斷地供應空氣,因此它不能在密封狀態或缺少空氣的環境中工作。此外,電池中的電解質溶液易受空氣濕度的影響而使電池性能下降;空氣中的氧會透過空氣電極並擴散到金屬電極上,形成腐蝕電池引起自放電 。
燃料電池 只要連續供應化學原料就能發生化學反應 ,而將化學能轉變為電能的電解質電池。這些化學原料在電池內部(一種原料在正極而另一種在負極)發生反應時,必須防止它們直接反應,否則將產生化學短路,不能從反應中獲得電能。適用於燃料電池的化學反應主要是燃燒反應,進入實用階段的只有氫氧燃料電池。由於氫氧燃料電池要使用貴重金屬鉑作電極材料,成本過高,因此這種電池現在僅用作宇宙飛船的電源。燃料電池的轉換效率高、比能高,工作時無雜訊無污染,結構簡單。
其他能量轉換電池 主要有:①太陽電池。將太陽光的能量轉換為光能的裝置,由半導體製成。當太陽光照射電池表面時,半導體PN結的兩側形成電位差。其效率在10%以上。②溫差電池。將兩種金屬接成閉合迴路,並在兩接頭處保持不同溫度時,迴路中就會產生溫差電動勢,這種裝置稱作溫差電偶 。將溫差電偶串聯成溫差電堆時 ,即 構成 溫 差電池。也可用半導體材料製成溫差電池,其溫差效應較強。③核電池。將核能直接轉換成電能的裝置稱做核電池。通常由輻射β射線(高速電子流)的放射性源、收集這些電子的集電器以及絕緣體 3 部分組成。放射性源一端因失去負電而成為正極,集電器一端得到負電成為負極,兩電極間形成電位差。這種核電池電壓高,但電流小
Ⅸ 電池是什麼人發明的
電池發明史
1780年,義大利波羅那大學解剖學教授伽伐尼(Luigi Galvani 1737年9月9日-1798年12月4日)做青蛙腿肌肉運動的解剖學研究,他在實驗中發現,在起電機放電的同時,如果用金屬手術刀觸動蛙腿神經,蛙腿肌肉立刻收縮,為了找出這一現象的原因,在進一步的實驗中意外地發現,若用兩種金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉,當兩種金屬的另一端相碰時,蛙腿也會發生抽動。伽伐尼認為這是青蛙體內存在一種「神經電流體」引起的,這種可以使神經、肌肉活動,腦是分泌電液的重要器官。
義大利的物理學家伏達(Alessandro Vlota 1745年2月18日—1827年3月5日)在1792年對伽伐尼的發現做了研究,他發現電流的產生並不需要動物組織,1793年他否認了動物電的存在,認為伽伐尼發現的電產生於兩種不同金屬的接觸,他認為蛙腿的抽動是一種對電流的靈敏的反應,這個電流是由於兩種金屬插在了由肌肉提供的溶液中,並構成迴路而產生的。
1799年伏達用銅片、浸鹽水的紙片、鋅片依次重疊起來,創制了最早的獲得連續電流的伏達電堆。1800年他公布了在1795-1796年間發現的電池原理,1801年他為拿破崙一世演示了伏達電堆,拿破崙授予他金質獎章並封他為伯爵。
1803年,德國化學家裡特爾製造出一台蓄電池。
1836年,英國化學家J.F.丹聶爾製造出了第一塊古典原電池。伏打電堆的一個缺點是由於極化作用而使電流很快減小。他發現的電池是用多細孔的陶罐(開始用動物膜)把浸入硫酸銅溶液中的電極銅棒和鋅棒分開。它能比過去的電池提供更長時間的穩定電流。
1859年,法國物理學家普朗特製造出了第一台可實用的鉛酸蓄電池。他包括兩塊捲成螺旋形的鉛皮,中間用橡皮隔開,浸沒在10%的硫酸溶液中,然後送入電流,使其中一塊鉛皮鍍上,另一塊鉛皮成為粗糙的多孔表面。這種電池比當時的任何電池都具有更高的電動勢。但是由於加工成型過程復雜和冗長,很難批量生產,沒有受到重視。
1865年,法國化學家勒克朗謝製造出第一塊干電池。他採用導電的氯化銨溶液、鋅和石墨作電極,並用二氧化錳作去極劑。這種電池由於使用氯化銨溶液帶來很多不便。
1881年法國化學家C.A.福爾改革了普朗特的鉛蓄電池。他迴避了成型的工序,把直接塗布在鉛板上,這樣使鉛蓄電池引起了商業界的興趣,很快得到批量生產,在汽車、無線電設備、電化學實驗過程中得到應用,成為了通常使用的重要電源。
1888年,化學家卡斯尼爾改進了勒克朗謝的電池。他以潮濕的氯化銨代替其溶液,以鋅皮兼代容器,一舉二用,使用方便,得到了廣泛應用。
Ⅹ 電池是怎麼發明出來的
電池發明:
1799年,義大利物理學家伏特把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水裡,發現連接兩塊金屬的導線中有電流通過。於是,他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片,平疊起來。用手觸摸兩端時,會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功地製成了世界上第一個電池──「伏特電堆」。這個「伏特電堆」實際上就是串聯的電池組。它成為早期電學實驗,電報機的電力來源。
1836年,英國的丹尼爾對「伏特電堆」進行了改良。他使用稀硫酸作電解液,解決了電池極化問題,製造出第一個不極化,能保持平衡電流的鋅─銅電池此後,這些電池都存在電壓隨著使用時間延長而下降的問題。
當電池使用一段時間後電壓下降時,可以給他通以反向電流,使電池電壓回升。因為這種電池能充電,可以反復使用,所以稱它為「蓄電池」。
(10)發明電池的意義擴展閱讀:
電池額定容量
在設計規定的條件(如溫度、放電率、終止電壓等)下,電池應能放出的最低容量,單位為安培/每小時,以符號C表示。容量受放電率的影響較大,所以常在字母C的右下角以阿拉伯數字標明放電率,如C20=50,表明在20時率下的容量為50安·小時。電池的理論容量可根據電池反應式中電極活性物質的用量和按法拉第定律計算的活性物質的電化學當量精確求出。由於電池中可能發生的副反應以及設計時的特殊需要,電池的實際容量往往低於理論容量。