维谛蓄电池化学电源的发展历程-维谛精密空调维谛UPS电源
“化学电源”这个词对于众多消费者而言,也许是个陌生而专业的术语,但是只要提到它的另一个名字“电池”,许多消费者又觉得亲近,并能如数家珍般地举出许多,诸如手机电池、笔记本电脑电池、电动玩具电池、充电电池、石英钟电池、手表电池、电动自行车电池、汽车电池等。随着科学技术水平的不断进步,电池已悄悄地走进千家万户,并不断地改变着人们的生活。
维谛蓄电池的使用使众多行业的发展步入了快车道。万吨的巨轮入水,人造卫星上天,便携式电子产品普及,大型发电厂安全供电等,都离不开电池的功劳。维谛蓄电池的诞生,基于人们对于获取持续而稳定的电流的需要。起初,电池的发明,是来源于一次偶然的青蛙解剖实验所产生的灵感。
1780年的天,意大利解剖学家伽伐尼(LuigiGalvani)在做青蛙解剖实验时,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”。
伽伐尼的发现引起了其他物理学家的极大兴趣,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实验。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,他就在许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片,并平叠起来。用手触摸金属片两端时,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维谛蓄电池“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“麻电”的感觉,就是因为补牙用的多种金属产生了维谛蓄电池作用。
1836年,英国的丹尼尔(Danide)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”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,特别是维谛蓄电池所用液体是硫酸,挪动时很危险。
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物质取代,于是装在容器内的“干”性维谛蓄电池出现了。
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。
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。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,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。由于电池以金属为原料,容易造成原材料浪费,而废弃电池会造成环境污染。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研究方向。
维谛蓄电池的发明可以追溯到1860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段时间电压下降时,可以给它通以反向电流,使维谛蓄电池电压回升。因为这种维谛电池能充电,并可反复使用,所以称它为“蓄电池”。
1890年,爱迪生(Edisn)发明了可充电的铁镍电池,1910年可充电的铁镍电池投入商业化生产。爱迪生发明的电池使用的电解液为KOH溶液,因此,铁镍电池被认为是最早的碱性电池。
进入20世纪后,电池理论和技术度处于停滞时期。但在第二次世界大战之后,维谛电池技术又进入快速发展时期。为了适应重负荷用途的需要,1951年实现了镍镉电池的密封化。1958年哈里斯(Harris)提出了采用有机电解液作为锂一次电池的电解质的想法,20世纪70年代初期这种维谛蓄电池便实现了军用和民用。随后基于环保考虑,研究重点转向蓄电池。镍镉电池在20世纪初实现商品化以后,在20世纪80年代得到迅速发展。
随着人们环保意识的日益增强,铅、镉等有毒金属的使用日益受到限制,因此需要寻找新的可代替传统铅酸电池和镍镉电池的可充电电池。锂离子电池自然成为有力的竞争品种之一。
1990年前后锂离子电池发明了。1992年理离子电池实现商品化。1994年聚合物锂离子电池。(采用凝胶聚合物电解质为隔膜和电解质)发明,1999年开始商品化。
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维谛蓄电池,发展到铅酸蓄电池、镍镉电池、金属氢化物镍电池以及锂离子电池等。与此同时,需维谛蓄电池的应用领域越来越广,容量越来越大,性能越来越稳定,充电越来越便捷。
在现代社会,维谛蓄电池的使用范围已经越来越大,小到电子手表、CD唱机、移动电话、MP3、MP4、照相机、摄影机、各种遥控器、剃须刀、手枪钻、儿童玩具等,大到医院、宾馆、超市、电话交换机等场合的应急电源,电动工具、拖船、拖车、铲车、轮椅车、高尔夫球运动车、电动自行车、电动汽车、风力发电站用维谛电池,导弹、潜艇和鱼雷等军用设施都离不开电池。维谛蓄电池已经成为人类社会必不可少的便捷能源。
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