蓄电池的历史

电池介绍

       所有电池均由三个基本组件组成：阳极（“-”侧）、阴极（“+”侧）和某种电解质（与阳极和阴极发生化学反应的物质）。

       该反应导致电子流过电路并返回阴极，在阴极发生另一个化学反应。当电池的阳极和阴极连接到电路中时，阳极和电解质之间会发生化学反应。当阴极或阳极中的材料被消耗或不再能够用于反应时，电池就无法发电。那时电池就“没电了”。

       四轴飞行器将不得不被拴在墙上，将不得不强制启动汽车，控制器将不得不一直插上电源（就像过去的美好时光一样）。电池提供了一种在便携式容器中存储电势能的方法。

       现代电池的发明通常归功于亚历山德罗·伏特 (Alessandro Volta)。它实际上是从一个涉及解剖青蛙的意外事故开始的。

       使用后必须丢弃的电池称为原电池。可以充电的电池称为二次电池。

       电池是一个或多个电池的集合，其化学反应在电路中产生电子流。
 

电池的发明

       意大利物理学家、内科医生、生物学家和哲学家解剖一只挂在黄铜钩子上的青蛙。当他用铁刀触碰青蛙的腿时，腿抽动了一下。伽伐尼提出了能量来自腿本身的理论，但他的科学家同事亚历山德罗·伏特却不这么认为。

       假设青蛙的腿部冲动实际上是由浸泡在液体中的不同金属引起的。他用浸过盐水的布代替青蛙尸体重复了这个实验，结果产生了类似的电压。伏打于 1791 年发表了他的发现，随后于 1800 年制造了第一个电池，即伏打电堆。

       电池堆受到两个主要问题的困扰：电池堆的重量导致电解液从布料中泄漏出来，以及组件的特殊化学性质导致使用寿命非常短（大约一个小时）。接下来的 200 年将用于完善 Volta 的设计并解决这些问题第一个可充电电池

       虽然电池存在于生活的各个角落，合理使用电池，合理处理废旧电池，否则会造成严重的环境污染。

       通过将铅板制成板来改进设计。这种新设计使电池更易于制造，铅酸电池在汽车中得到广泛使用。

       通过反转通过电池的电流，化学物质将恢复到其原始状态，从而创建了第一个可充电电池。
 

工作准则

       当将两种不同的金属物质（称为电极）置于稀释的电解质中时，根据电极金属的电子亲和力，在电极中分别发生氧化和还原反应。电池的工作原理是电解质与金属发生氧化和还原反应。由于氧化反应，一个电极带负电，称为阴极；由于还原反应，另一个电极带正电，称为阳极。

       这种电池通常被称为简单伏打电池。所有电池单元都仅基于此基本原理。这种类型的简单单元可以很容易地创建。取一个容器，在其中装满稀硫酸作为电解液。现在我们将一根锌棒和一根铜棒浸入溶液中，并通过电负载从外部连接它们。

       要正确理解电池的基本原理，首先，我们应该对电解质和电子亲和力有一些基本概念。阴极形成负极端子，而阳极形成电池的正极端子。当两种不同的金属浸入电解质中时，这些金属之间会产生电位差。

       人们发现，当将某些特定化合物添加到水中时，它们会溶解并产生负离子和正离子。这种类型的化合物称为电解质。电解质的流行例子几乎是所有种类的盐、酸和碱等。中性原子在接受电子时释放的能量称为电子亲和力。由于不同材料的原子结构不同，不同材料的电子亲和势也会不同。

       如果将两种不同的金属浸入同一种电解质溶液中，其中一种会获得电子，另一种会释放电子。哪种金属（或金属化合物）会获得电子，哪些会失去电子，取决于这些金属的电子亲和力。电子亲和力低的金属会从电解质溶液的负离子中获得电子。

       另一方面，具有高电子亲和力的金属会释放电子，这些电子会进入电解质溶液并添加到溶液的正离子中。这样，这些金属中的一种获得电子而另一种失去电子。结果，这两种金属之间的电子浓度会有所不同。

       这种电子浓度的差异导致金属之间产生电位差。这种电势差或电动势可用作任何电子设备或电路中的电压源。这是电池的一般和基本原理，这就是电池的工作原理。

锌在稀硫酸中放出电子如下：

       作为上述氧化反应的结果，锌电极带负电，因此充当阴极。这些 Zn++ 离子进入电解质，每个 Zn++ 离子在棒中留下两个电子。电解液中阴极附近的 Zn + + 离子浓度增加。

       根据电解质的性质，稀硫酸和水已经分解成正水合氢离子和负硫酸根离子，如下所示：

       由于在铜电极上发生还原反应，铜棒带正电，因此充当阳极。

       由于阴极附近的高浓度 Zn+ + 离子，H3O+ 离子被铜电极排斥并通过从铜棒原子吸收电子而放电。在阳极发生以下反应：