說起電池，大家應(yīng)該都不陌生，它早已“飛入尋常百姓家”，成為了我們的日常生活中密不可分的一部分。手機(jī)、電腦、鐘表甚至電動(dòng)汽車，都與電池“休戚相關(guān)”（不少朋友還患上了“手機(jī)低電量焦慮癥”o(╯□╰)o）。然而，你知道如今廣泛使用的電池是從何而來的么？它的“成長歷程”中隱藏著哪些有趣的故事呢？今天我們就來聊一聊電池進(jìn)化史。

遠(yuǎn)古時(shí)代——蒙昧無知

人類對于電的認(rèn)知是逐步遞進(jìn)的。早期由于吃貨屬性，人們大概沒少被水里的電魚電擊。大約公元前2750年的埃及文獻(xiàn)中就有此類記載，稱電魚為“尼羅河的雷使者”，意為可以保護(hù)所有魚類。那時(shí)，電=雷。

后來，許是某個(gè)狂風(fēng)暴雨雷聲大作的夜晚，聰明的阿拉伯人看到閃電如雪亮長刀劃過陰沉沉的蒼穹，斬?cái)囹皠诺臉涓桑焉s的草屋，帶著麻酥酥的顫意從身上滾過，而后雷聲才接踵而至。他們猛然醒悟，電不是雷產(chǎn)生的，或者說不只是雷產(chǎn)生的，可能還有閃。

然而，因?yàn)槔纂妬頍o影去無蹤，且不常出現(xiàn)，根本無法貯存研究。所以，數(shù)千年來人們都把它歸為神秘的自然力量。而眾所周知，一旦什么東西被套上“神秘”二字，我們中國的老祖宗們必會(huì)想方設(shè)法安插個(gè)崗位，好塞人進(jìn)去。于是雷公和電母便應(yīng)運(yùn)而生，在天界勤勤懇懇地在司“雷”、司“閃”。

神話傳說中的“雷公”和“電母”

工業(yè)革命——初露端倪

直到時(shí)間的羅盤轉(zhuǎn)至1732年，電的“伯樂”才姍姍來遲。美國的科學(xué)家富蘭克林發(fā)現(xiàn)電是一種沒有重量的流體，并分出了正負(fù)電荷。然而，此時(shí)的電還處于隨產(chǎn)隨消階段，并沒有引起廣大吃瓜群眾的注意。

1746年，荷蘭萊頓大學(xué)的教授馬森布羅克（長著一頭令所有天下女子汗顏并羨慕的濃密卷曲秀發(fā)）在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，無意中把一個(gè)帶了電的釘子掉進(jìn)玻璃瓶里，他以為要不了多久，鐵釘上所帶的電就會(huì)很容易跑掉的，過了一會(huì)，他想把釘子取出來，可當(dāng)他一只手拿起桌上的瓶子，另一只手剛碰到釘子時(shí)，突然感到有一種電擊式的振動(dòng)。這到底是鐵釘上的電沒有跑掉呢，還是自己的神經(jīng)太過敏呢？于是，他又照著剛才的樣子重復(fù)了好幾次，而每次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都和第一次一樣，于是他非常高興地得到一個(gè)結(jié)論：把帶電的物體放在玻璃瓶子里，電就不會(huì)跑掉，這樣就可把電儲(chǔ)存起來。它把這個(gè)瓶子命名為“萊頓瓶”（取自地名）。

馬森布羅克教授和他的“萊頓瓶”

“萊頓瓶”的構(gòu)造非常簡單，在玻璃瓶子的內(nèi)壁和外壁上都貼一層錫箔，內(nèi)層學(xué)用金屬鏈條與伸到瓶口外的金屬桿相連，金屬桿頂端再裝上一個(gè)金屬球。當(dāng)帶電體跟金屬球接觸時(shí)，帶電體上的電荷就會(huì)沿著金屬桿和鏈條傳到瓶的內(nèi)壁，而外部的電荷就能在里面保存一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間。等需要時(shí)，只要與金屬接觸一下，就可以把儲(chǔ)存的電荷再放出來。馬森布羅克教授也憑此成為電池鼻祖。

“萊頓瓶”的發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)歐洲引起了強(qiáng)烈反響，許多電學(xué)家捶胸頓足，懊惱為什么自己沒能成為這個(gè)奇跡的締造者。同時(shí)，他們也緊跟潮流，做了大量擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，甚至有人極富創(chuàng)造性的用它來點(diǎn)燃酒精和火藥。腦洞最大的要數(shù)法國人諾萊特（真是沒有辜負(fù)法國人的浪漫基因），他邀請了路易十五的皇室成員到巴黎一座大教堂前臨場觀看”萊頓瓶”表演，讓七百名修道士手拉手排成一行，隊(duì)伍全長達(dá)900英尺（約275米）。然后由排頭的修道士用手握住”萊頓瓶”，讓排尾的握住瓶的引線，一瞬間，七百名修道士，因受電擊幾乎同時(shí)跳起來，在場的人無不為之口瞪目呆，諾萊特以令人信服的證據(jù)向人們展示了電的巨大威力。

大概就是這個(gè)樣子，請自行腦補(bǔ)人數(shù)擴(kuò)充至700人的盛況

“萊頓瓶”風(fēng)靡歐洲后，有好事者將它郵寄給了遠(yuǎn)在美國的富蘭克林，并附上原理和使用說明。作為電學(xué)實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域的開拓者，富蘭克林自然不會(huì)錯(cuò)過這個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)。這直接導(dǎo)致了1752年富蘭克林著名的“費(fèi)城實(shí)驗(yàn)”。他用風(fēng)箏將“天電”引了下來，并收集到“萊頓瓶”中，從而弄明白了“天電”和“地電”原來是一回事（雷公和電母也可以涼涼了）。他正確地指出了“萊頓瓶”的原理：“起儲(chǔ)電作用的是瓶子本身”。后來人們發(fā)現(xiàn)，只要兩個(gè)金屬板中間隔一層絕緣體就可以做成電容器，而并不一定要做成像萊頓瓶那樣的裝置（就是今天電容器的原理啦）。

1752年富蘭克林著名的“費(fèi)城實(shí)驗(yàn)”

1799年，意大利物理學(xué)家伏特（沒錯(cuò)，就是物理學(xué)中電壓單位的名稱貢獻(xiàn)者）把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過。于是，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（真是個(gè)舉一反三的孩子啊！）。用手觸摸兩端時(shí)，會(huì)感到強(qiáng)烈的電流刺激。伏特用這種方法成功地制成了世界上第一個(gè)真正意義上的電池──“伏特電堆”。這個(gè)“伏特電堆”實(shí)際上就是串聯(lián)的電池組。它成為早期電學(xué)實(shí)驗(yàn)，電報(bào)機(jī)的電力來源。

世界上第一個(gè)真正意義上的電池──“伏特電堆”

1836年，英國的丹尼爾對“伏特電堆”進(jìn)行了改良。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，制造出第一個(gè)不極化，能保持平衡電流的鋅─銅電池此后，這些電池都存在電壓隨著使用時(shí)間延長而下降的問題。當(dāng)電池使用一段時(shí)間后電壓下降時(shí)，可以給他通以反向電流，使電池電壓回升。因?yàn)檫@種電池能充電，可以反復(fù)使用，所以稱它為“蓄電池”。

高中課本上原電池和電解池的化學(xué)反應(yīng)方程式就這樣華麗麗地誕生了

1860年，法國的雷克蘭士發(fā)明了世界廣受使用的電池（碳鋅電池）的前身。它的負(fù)極是鋅和汞的合金棒（鋅乃伏特原型電池的負(fù)極，經(jīng)證明是作為負(fù)極制作材料的最佳金屬之一），而它的正極是以一個(gè)多孔的杯子盛裝著碾碎的二氧化錳和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作為電流收集器。負(fù)極棒和正極杯都被浸在作為電解液的氯化銨溶液中。此系統(tǒng)被稱為“濕電池”。雷克蘭士制造的電池雖然簡陋但卻便宜，所以一直到1880年才被改進(jìn)的“干電池”取代。負(fù)極被改進(jìn)成鋅罐（即電池的外殼），電解液變?yōu)楹隣疃且后w，基本上這就是現(xiàn)在我們所熟知的碳鋅電池。

1887年，英國人赫勒森發(fā)明了最早的干電池。干電池的電解液為糊狀，不會(huì)溢漏，便于攜帶，因此獲得了廣泛應(yīng)用。

1890年愛迪生（ThomasEdison）（沒錯(cuò)，就是一生有1000多項(xiàng)發(fā)明，堅(jiān)信天才是1%靈感+99%汗水的那個(gè)）發(fā)明可充電鐵鎳電池，并將其作為汽車動(dòng)力。1904年，他開始在新澤西的銀湖出售新型蓄電池，很快蓄電池便投產(chǎn)了而且銷路不錯(cuò)，但不久后用戶們發(fā)現(xiàn)了這種蓄電池的幾個(gè)嚴(yán)重問題——在車輛行駛時(shí)，電池中的化學(xué)液體會(huì)流出來；許多蓄電池還出現(xiàn)了電力衰減狀況。因此愛迪生立刻把工廠關(guān)閉并停產(chǎn)蓄電池，并尋找蓄電池漏電的根源。直到1909年，愛迪生終于研制出性能更加良好的新型鎳鐵堿電池，可以讓汽車跑100英里（相當(dāng)于160公里）以上。

愛迪生發(fā)明可充電鎳鐵堿電池

現(xiàn)代社會(huì)——大放異彩

如今的電池大概分為三類：干電池、鉛蓄電池和鋰電池，是日常生活中名副其實(shí)的電能補(bǔ)給小助手。

干電池

干電池也叫錳鋅電池，所謂干電池是相對于伏打電池而言，所謂錳鋅是指其原材料。針對其它材料的干電池如氧化銀電池，鎳鎘電池而言。錳鋅電池的電壓是15V。干電池是消耗化學(xué)原料產(chǎn)生電能的。它的電壓不高，所能產(chǎn)生的持續(xù)電流不能超過1安培。日常生活中經(jīng)常用到。

蓄電池

蓄電池是用一個(gè)玻璃槽或塑料槽，注滿硫酸，再插入兩塊鉛板，一塊與充電機(jī)正極相連，一塊與充電機(jī)負(fù)極相連，經(jīng)過十幾小時(shí)的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負(fù)極之間有2伏的電壓。蓄電池的好處是可以反復(fù)多次使用。另外，由于它的內(nèi)阻極小，所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)供電，瞬時(shí)電流可達(dá)20多安培。蓄電池充電時(shí)是將電能貯存起來，放電時(shí)又把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。目前廣泛應(yīng)用于汽車、火車、拖拉機(jī)、摩托車、電動(dòng)車以及通訊、電站、電力輸送、儀器儀表、UPS電源和飛機(jī)、坦克、艦艇、特種系統(tǒng)等領(lǐng)域。在二次電源使用中，已占有85%以上的市場份額。

鋰電池

以鋰為負(fù)極的電池。它是60年代以后發(fā)展起來的新型高能量電池。具有單體電池電壓高，比能量大，儲(chǔ)存壽命長（可達(dá)10年），高低溫性能好，可在-40～150℃使用等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，安全性不高。另外電壓滯后和安全問題尚待改善。目前廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng)，郵電通訊的不間斷電源，以及電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車、特種裝備、特種航天等多個(gè)領(lǐng)域。

說了這么多，終于到了壓軸環(huán)節(jié)，下面隆重向大家推薦本期終極大Boss——國內(nèi)首個(gè)10萬千瓦級(jí)電池儲(chǔ)能電站！

該電站于今年7月18日在江蘇鎮(zhèn)江正式上線，它可以在用電低谷時(shí)充電儲(chǔ)能，用電高峰時(shí)釋放電力，突發(fā)故障時(shí)提供備用電源，相當(dāng)于給城市電網(wǎng)安裝了大型“充電寶”，開啟了我國大型電池儲(chǔ)能電站商業(yè)化運(yùn)行的新階段。

這一個(gè)個(gè)集裝箱，就是一個(gè)個(gè)儲(chǔ)能電池，加起來足足有10.1萬千瓦，儲(chǔ)存的電能，相當(dāng)于一個(gè)20萬千瓦的中型發(fā)電廠一小時(shí)發(fā)的電，可以同時(shí)滿足17萬戶居民的用電需求。富蘭克林和馬森布羅克看到這里，恐怕要淚流滿面了。而未來儲(chǔ)能電池的制造成本還會(huì)不斷下降，必將開啟用能方式變革的新篇章。