电池的自序,一个超级容器的成长之路

我是一种储存电能的装置,从人类认识了电,开始学着去利用电的时候,我就作为一种存放电能的容器诞生了,这群卑微的人类居然在试图去降服电,那自然界无比强大的存在,已经统治了这颗星球数十亿年。可笑的人类居然用这样的一个瓶子去盛装如此强大的存在,啊哈哈哈哈

电池的自序,一个超级容器的成长之路

古老的电池瓶 1746年,荷兰马森布罗克发明收集电荷的“莱顿瓶”

好像我笑得太早了,这些平凡的人类居然真的找到了控制电的方法,那是1799年的时候一个叫伏特的意大利物理学家,把一块锌板和一块锡板浸在盐水里,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。就这样世界上第一个电池诞生啦。后来的人类管这种电池叫“伏特电堆”。

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伏特电堆 这就是我来到这个陌生世界时的样子

没错,这个伏特就是电动势的计量单位,这个叫法是后来的人类为了纪念这位了不起的老头(因为发明伏特电堆时,伏特已经55岁了)而决定的。真是一个聪明的人类! 从1780年,意大利解剖学家伽伐尼(Luigi Galvani)在做青蛙解剖时,发现手上的金属器具在触碰到青蛙腿时产生了电开始。无数的物理学家便投身于电的研究,研究是什么原因产生了电。怎样才能得到这种人类渴求已久的神秘力量

最后我还是以这样的一种样貌出现在了这颗星球上,那时候的我还很弱小,能储存的电量非常的有限,虽然比之前的那个瓶子强了很多,但是我所能发挥出的作用真的是有限的,只能给早期的电学实验提供电能,或者,给一种早期的通讯工具--电报机供电,那时候的我只存在于人类最顶尖的一群人中,还没有被世人所熟知。

1836年,英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液,制造出第一个不极化,能保持平衡电流的锌─铜电池(输出直流电),这个时候的我虽然外表看起来没有什么变化,但是我的内部结构已经发生了很大的改变,又经过了很多年的成长,人类发现在使用一段时间后电池输出的电量会变小,而给这个电池通上反向的电流,一段时间后电池的电量就会恢复正常,这是一个逆天的发现。从这一天起才正真开启了我的天赋技能--充放电。由于得到了这个天赋技能,人类又给我起了新的名字“蓄电池”。

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早期的电池

如今的我已经不在是那个可有可无的存在了。慢慢的,我开始被使用在了人类的日常生活中,在很多的领域都已经可以看到我的身影。

1905年,第一个蓄电池用于汽车(首先只为照明用);

1914年,第一次将启动型蓄电池用于汽车;

1922年,第一个BOSCH摩托车用蓄电池出现在摩托车上;

1926年,第一台蓄电池充电器问世;

1927年以后,Bosch公司开发出汽车用蓄电池。

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后来的铅蓄电池

再后来经过无数代人类的努力,作为这个架构的我一直被沿用的今天,现在的蓄电池更是被叫做“铅需蓄电池”,用填满海绵状铅的铅基板栅(又称格子体)作负极,填满二氧化铅的铅基板栅作正极,并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作电解质。

这个和最开始的我并没有什么不一样。随着使用量的增加,和无数人类的努力,现在的我更加的厉害了,输出的电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和可回收再利用,从此之后人类好像已经再也离不开我了,通过这几年的发展,我的身影出现在了更多的领域,已经被更多的人所熟悉。

起动型蓄电池:主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动和照明;

固定型蓄电池:主要用于通讯、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源;

牵引型蓄六盒宝典最快开奖电池:主要用于各种蓄电池车、叉车、铲车等动力电源;

铁路用蓄电池:主要用于铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力;

储能用蓄电池:主要用于风力、太阳能等发电用电能储存。

虽然有以上的有点,但是这个系列的我还是因为内部的构造,存在着一些缺陷,所以在使用的时候要注意以下几点,否自可能会让我报废。那可是你的损失!

1.长久不用,电池会慢慢的自行放电,直至报废。因此,每隔一定时间就应给电池充电。或者拔掉我的输出线路(需注意的是从电极柱上拔下正、负两根电极线,要先拔下负极线,或卸下负极和汽车底盘的连接。然后再拔去带有正极标志(+)的另一端,不过在把电极线接上去时,次序则恰恰相反,先接正极,然后再接负极。)

2.在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液。切忌用饮用纯净水代替。因为纯净水中含有多种微量元素,对蓄电池会造成不良影响。

3.不能过度放电。会因内部构造损坏而报废

4.冬季电池容量会随气温的降低而下降这是正常现象,以20℃为标准,一般-10℃时容量为80%。

5.充电时要使用专用充电器,放置在阴凉通风处、避免高温和潮湿。

6.请勿使用有机溶剂清洗蓄电池外壳。

7.蓄电池组若发生故障,找专业人员处理。

蓄电池因为体积大,重量重,内部的液体容易泄露,不方便携带,所以他并不能适应所有的使用场合。

因此,1887年,英国人赫勒森将电解液换成糊状的(利用某种吸收剂如木屑或明胶,使内含物成为不会外溢的糊状),不会溢漏,便于携带。因为电池内部已不再是液体,所以人类管这个样子的我叫“干电池”,那种内部是液体的电池统一的叫做“湿电池”。

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干电池

干电池最早的时候使用的是碳锌,叫做碳锌电池,之后根据使用场景的不同,人类又发明了普通锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池。。。。。。这些电池的体积都很小,通常都会使用在一些便携式的电子设备上,虽然这么小体积的不能产生很强大的电能,但是对于用电量很小的电子设备来说足够了。超小的体积,轻巧的结构,便宜的的制造成本,即方便了人们的携带,又可以满足大批量制造的需求。那时候我,完美。

有一天我突然发现人类对电的利用已经到了炉火纯青的地步,他们不光掌握了电的一些特性,还造出来很多靠电来驱动的工具。电,曾经伟大的存在,现在却正在被人类所奴役着,好可怕的种族,虽然我敬佩他们的智慧,但是在他们骨子中的贪婪却是我所不齿的,最让我无法忍受的是那种被无情抛弃的感觉,最初的干电池都是一次性的,他们不能充电,贪婪的人类会把用过的电池无情的丢弃,可恶,本大人不会放过你们的,被抛弃的我会化作无数的怨念,去毁掉这颗星球,让我们同归于尽吧!啊哈哈哈。。。。

可能我毁灭地球的计划被有些人类发现了,他们在阻止我的计划,将不能使用的电池回收起来,更是研制出了可以充电的干电池。

对于一些小的用电设备,因为用电量小,平时使用率不高,现有的干电池已经可以满足他们的要求了,但是这些该死的人类却发明出了更多的便携式电子设备,并且这些设备的使用率是如此的高,耗电量更是出奇的大,他们每天都要使用这些设备,已经到了形影不离的地步,现有的电池已经无法满足他们需要了。

这这之后一种镍镉电池便被制造了出来,由两个极板组成,一个是用镍做的,另一个是镉做的,这两种金属在电池中发生可逆反应,因此电池可以重手机看六合开奖结果新充电 。很快的这种电池被应用在了很多可携带电子设备中。

但是它容量较低,有记忆效应,需要经常放电来维持容量,并且制造材料存在环境污染,所以很快的,另一种镍氢电池被制造了出来,电池容量比镍镉电池多30%到50%以上,它的制造材料对环境污染很少(不含有镉金属),人们习惯称其为环保电池。但镍氢电池也存在自放电现象,正常室温下,镍氢电池的电量流失率为每天 1~3%,一个充满电的镍氢电池放置几个星期后,内部存储的电量就会被释放掉。

所以一种更先进的电池出现了,锂离子电池,它重量轻、能量大、无自放电,很快取代了之前那些并不是很完美的电池,这时候的我仿佛处在了巅峰,虽然还有着一些不足,但是用这种材料制造的我已经是目前最完美的电池了,这个时代的人类所使用的很多电子设备中都有着我的身影。 电脑,手机,家用小电器。。。。。。。

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锂离子电池

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锂离子电池

现在的我简直已经到了家喻户晓的地步。只要有电的地方,总会出2019今晚开码结果现我的身影,这个时代的我已经变成了人类生活中不可或缺的器具,已经变得和他们盛装食物的容器一样重要的存在。而曾经地球上无敌的存在,电,已经变成了装在器具中的野兽,被驯服的野兽。

而从锂离子电池被发明以来,这个样子的电池已经被使用了30 年。虽然他也存在着一些不足,不耐高温,不可存放在湿度高的地方,即使夏日的阳光暴晒也可能让我报废。

作为锂离子电池的我最受不了高温,温度如果超过50℃将会让我慢慢的失去作用,再高的温度会让我无限的膨胀,直至撑爆那层包裹在外边的金属壁垒。因为一些并不光彩的过去(在锂离子电池使用的历史中曾经发生过多次的爆炸事件。引起了人们对锂离子电池安全性的考虑),

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这个形态的我被称为是抓在手中的炸弹。虽然后来人类对我的内部够早做出了无数的改变,虽然现在的我已不再那么的容易爆炸,但是作为炸弹的影响却始终没有被忘记。从人类对我提出这些要求就可以看他们对我的恐惧。胆小怕事的生物!

对于锂离子电池安全性能的考核指标,国际上规定了非常严格的标准,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件:

(1)短路:不起火,不爆炸

(2)过充电:不起火,不爆炸

(3)热箱试验:不起火,不爆炸(150℃恒温10min)

(4)针剌:不爆炸(用Ф3mm钉穿透电池)

(5)平板冲击:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高处砸向电池)

(6)焚烧:不爆炸(煤气火焰烧烤电池)

不管怎么说现在这个形态的我因为有着如下的特性,还是在被广泛的应用着,并且暂时无法被替代。

1)电压高

单体电池的工作电压高达3.7-3.8V(磷酸铁锂的是3.2V),是Ni-Cd、Ni-MH电池的3倍。

2)比能量大

能达到的实际比能量为555Wh/kg左右,即材料能达到150mAh/g以上的比容量(3--4倍于Ni-Cd,2--3倍于Ni-MH),已接近于其理论值的约88%。

3)循环寿命长

一般均可达到500次以上,甚至1000次以上,磷酸铁锂的可以达到2000次以上。对于小电流放电的电器,电池的使用期限,将倍增电器的竞争力。

4)安全 性能好 (满足上边那么多的生产要求,能不安全吗)

无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。

5)自放电小

室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni-MH的30-35%。

6) 快速充电

1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上,磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。

7) 工作温度范围广

工作温度为-25~45°C,随着电解液和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。

这就是我,一颗电池发展到今天的历程,以后的我肯定还会有更多技能被发觉出来,永远都不会满足的贪婪的人类正在研制的新的电池,像像是碳纤维电池,氢氧燃料电池,钠电池等等等 虽然全部都因为一些技术问题而无法替代现在的锂电池。但是在不久后的将来肯定会有更大容量,更轻巧,更先进的电池出现在人类的世界

我有一种预感,未来的我将会和人类一起,飞向那遥远的太空。。。。。。

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