电池,从本质上来说,就是一种能够将储存的化学能转化为电能的设备。基本上,电池就是一个小型化学反应器,通过反应产生高能电子,用以注入外部设备之中。
电池出现的时间之早超出了我们的想象。1938年,巴格达博物馆主任在该博物馆的地下室中,找到了现在被称为“巴格达电池”的原始电池。分析表明,这一原始电池可以追溯到公元前 250 年,属于美索不达米亚文明时期的造物。
这枚最早的电池引发了很多的争论。对于它的用途,人们众说纷纭,可能的假说包括用于电镀,止痛或者是人们通过与之接触时的刺痛感,来产生宗教体验。
美国发明家本杰明•富兰克林在1749 年首次使用了“Battery”这一词语。当时他使用了一组串联的电容器来进行电学实验。
真正意义上的现代电池是由意大利物理学家 Alessandro Volta 于 1800 年发明的。他通过在一枚铜片和一枚锌片中间夹上浸有盐水的布片构筑成一个小单元,再将这些小单元堆叠起来,就得到了“伏打电堆”。
导线将电堆的两端连接起来,就能够产生稳定的电流。每一个小单元能够产生 0.76 伏特(V)的开路电压。通过将这些小单元串联,我们能够得到电压相当于每一个小单元电压的总和。
铅蓄电池是目前已知最持久的电池之一,它发明于 1859 年,现在仍然用于大多数内燃机汽车的点火。它也是最早的可重复充电的电池。
时至今日,电池的尺寸可大可小,大至兆瓦级别,用于储存太阳能电厂或是变电站的电力,以保证某一区域稳定的能源供应;小至纽扣大小,为你佩戴的电子手表提供动力。
不同的电池基于不同的化学反应,这也使得每一个不同的小单元有着不同的开路电压,通常在 1.0 至 3.6V 之间。通过串联这些小单元,我们能够增加电压;而并联这些小单元则能够增强电流。这一规律被我们用来增加电压和电流,以提供我们所需要的电流和电压,即便是兆瓦级别的电池,它的电压和电流也是通过这个最基本规律得到的。
现在人们预测,电池技术将再次迎来一次飞跃。新的电池模型将能够从家用太阳能和风能装置中获取足够的能量,并有足够的容量将其储存,在合适的时间(通常是夜晚)为一整个家庭提供未来数天所需的电力。
整理:小东
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