电池的诞生,基于人们对于获取持续而稳定的电流的需要。不过,电池的发明,是来源于一次青蛙的解剖实验所产生的灵感,多少有些偶然。
1780年的一天,意大利解剖学家伽伐尼(LuigiGalvani)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,而如果只用一种金属器械去触动青蛙,就无此种反应。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”。
解剖学家伽伐尼解剖青蛙时发现生物电
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,企图找到一种产生电流的方法。而意大利物理学家伏特(AlessandroVolta)在多次实验后则认为: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。
实际上,只要有两种金属浸泡在某种溶液中,就有可能产生电池作用。曾经接受过金属补牙手术的朋友们都会发现,用舌头舔补牙的金属,会感到“麻麻”的感觉,就是因为补牙用的多种金属产生了电池作用。
1836年,英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良,又陆续有效果更好的“本生电池”和“格罗夫电池”等问世。然而在当时,无论哪种电池都需在两个金属板之间灌装液体,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
干电池的鼻祖在19世纪中期诞生。1860年,法国的雷克兰士(GeorgeLeclanche)发明了碳锌电池,这种电池更容易制造,且最初潮湿水性的电解液逐渐用黏浊状类似糨糊的方式取代,于是装在容器内时,“干”性的电池出现了。
1887年,英国人赫勒森(WilhelmHellesen)发明了最早的干电池。相对于液体电池而言,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。
中性锌锰干电池和碱性锌锰干电池
如今,干电池已经发展成为一个庞大的家族,种类达100多种。常见的有普通锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池等,不过,最早发明的碳锌电池依然是现代干电池中产量最大的电池。在干电池技术的不断发展过程中,新的问题又出现了。人们发现,干电池尽管使用方便,价格低廉,但用完即废,无法重新利用。另外,由于以金属为原料容易造成原材料浪费,废弃电池还会造成环境污染。于是,能够经过多次充电放电循环,反复使用的蓄电池成为新的方向。
事实上,蓄电池的最早发明同样可以追溯到1860年。当年,法国人普朗泰(GastonPlante)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时间电压下降时,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,并可反复使用,所以称它为“蓄电池”。
铅xudianchi
1890年,爱迪生发明可充电的铁镍电池,1910年可充电的铁镍电池商业化生产。如今,充电电池的种类越来越丰富,形式也越来越多样,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等等。与此同时,蓄电池的应用领域越来越广,电容越来越大,性能越来越稳定,充电越来越便捷。