1樓：分析系統
不管制造這個粘土瓶的祖先是否知道有關靜電的事情，但可以確定的是古希臘人絕對知道。他們曉得如果磨擦一塊琥珀，就能吸引輕的物體。亞里斯多德(aristotle)也知道有磁石這種東西，它是一種具有強大磁力能吸引鐵和金屬的礦石。
2023年的一天，義大利解剖學家伽伐尼在做青蛙解剖時，兩手分別拿著不同的金屬器械，無意中同時碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，彷彿受到電流的刺激，而只用一種金屬器械去觸動青蛙，卻並無此種反就。伽伐尼認為，出現這種現象是因為動物軀體內部產生的一種電，他稱之為 “生物電”。伽伐尼於2023年將此實驗結果寫成**，公佈於學術界。
伽伐尼的發現引起了物理學家們極大興趣，他們競相重複枷伐尼的實驗，企圖找到一種產生電流的方法，義大利物理學家伏特在多次實驗後認為：伽伐尼的 “生物電”之說並不正確，青蛙的肌肉之所以能產生電流，大概是肌肉中某種液體在起作用。為了論證自己的觀點，伏特把兩種不同的金屬片浸在各種溶液中進行試驗。
結果發現，這兩種金屬片中，只要有一種與溶液發生了化學反應，金屬片之間就能夠產生電流。
2023年，伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水裡，發現連線兩塊金屬的導線中有電流通過。於是，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。用手觸控兩端時，會感到強烈的電流刺激。
伏特用這種方法成功的製成了世界上第一個電池—— “伏特電堆”。這個“伏特電堆”實際上就是串聯的電池組。它成為早期電學實驗，電報機的電力**。
義大利物理學家伏打就多次重複了伽伐尼的實驗。作為物理學家，他的注意點主要集中在那兩根金屬上，而不在青蛙的神經上。對於伽伐尼發現的蛙腿抽搐的現象，他想這可能與電有關，但是他認為青蛙的肌肉和神經中是不存在電的，他推想電的流動可能是由兩種不同的金屬相互接觸產生的，與金屬是否接觸活動的或死的動物無關。
實驗證明，只要在兩種金屬片中間隔以用鹽水或鹼水浸過的（甚至只要是溼和）硬紙、麻布、皮革或其它海綿狀的東西（他認為這是使實驗成功所必須的），並用金屬線把兩個金屬片連線起來，不管有沒有青蛙的肌肉，都會有電流通過。這就說明電並不是從蛙的組織中產生的，蛙腿的作用只不過相當於一個非常靈敏的驗電器而已。
2023年，英國的丹尼爾對 “伏打電堆”進行了改良。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，製造出第一個不極化，能保持平衡電流的鋅—銅電池，又稱“丹尼爾電池”。此後，又陸續有去極化效果更好的 “本生電池”和 “格羅夫電池”等問世。
但是，這些電池都存在電壓隨使用時間延長而下降的問題。
2023年，法國的普朗泰發明出用鉛做電極的電池。這種電池的獨特之處是，當電池使用一段使電壓下降時，可以給它通以反向電流，使電池電壓回升。因為這種電池能充電，可以反覆使用，所以稱它為“ 蓄電池”。
然而，無論哪種電池都需在兩個金屬板之間灌裝液體，因此搬運很不方便，特別是蓄電池所用液體是硫酸，在挪動時很危險。
2023年，英國人赫勒森發明了最早的乾電池。乾電池的電解液為糊狀，不會溢漏，便於攜帶，因此獲得了廣泛應用。
將化學能、光能、熱能、核能等直接轉換為電能的裝置。有化學電池、太陽電池、溫差電池、核電池等。通常所說的電池指化學電池。
電池的效能引數主要有電動勢、容量、比能量和電阻。電動勢等於單位正電荷由負極通過電池內部移到正極時，電池非靜電力（化學力）所做的功。電動勢取決於電極材料的化學性質，與電池的大小無關。
電池所能輸出的總電荷量為電池的容量，通常用安培小時作單位。在電池反應中，1千克反應物質所產生的電能稱為電池的理論比能量。電池的實際比能量要比理論比能量小。
因為電池中的反應物並不全按電池反應進行，同時電池內阻也要引起電動勢降，因此常把比能量高的電池稱做高能電池。電池的面積越大，其內阻越小 。
電池的種類很多，常用電池主要是乾電池、蓄電池，以及體積小的微型電池 。此外，還有金屬-空氣電池、燃料電池以及其他能量轉換電池如太陽電池、溫差電池、核電池等。
乾電池 一種使用最廣泛的化學電池。2023年法國人勒克朗謝在伏打電池的基礎上研製了一種碳／二氧化錳／氯化銨溶液／鋅體系的溼電池。經發展，乾電池有 100餘種。
除了鋅 - 錳乾電池外，還有鎂 -錳乾電池、鋅 - 氧化汞乾電池、鋅-氧化銀乾電池等。由於乾電池的氧化和還原反應的可逆性很差，用完後一般不能用充電方法使正、負極活性物質恢復到原來狀態，因此乾電池又稱為一次電池。最常用的乾電池是鋅 -錳乾電池，有糊式、紙板式、鹼式和疊層式幾種。
糊式鋅-錳乾電池 由鋅筒 、電糊層、二氧化錳正極 、炭棒、銅帽等組成。最外面的一層是鋅筒，它既是電池的負
極又兼作容器，在放電過程中它要被逐漸溶解；**是一根起集流作用的碳棒；緊緊環繞著這根碳棒的是一種由深褐色的或黑色的二氧化錳粉與一種導電材料（石墨或乙炔黑）所構成的混合物，它與碳棒一起構成了電池的正極體，也叫炭包。為避免水分的蒸發，乾電池的上部用石蠟或瀝青密封。鋅-錳乾電池工作時的電極反應為鋅極：
zn→zn2+＋2e
碳極:紙板式鋅-錳乾電池 在糊式鋅-錳乾電池的基礎上改進而成。它以厚度為 70～100微米的不含金屬雜質的優質牛皮紙為基，用調好的糊狀物塗敷其表面，再經過烘乾製成紙板，以代替糊式鋅-錳乾電池中的糊狀電解質層。
紙板式鋅- 錳乾電池的實際放電容量比普通的糊式鋅 -錳乾電池要高出2～3倍。標有“高效能”字樣的乾電池絕大部分為紙板式。
鹼性鋅 -錳乾電池 其電解質由汞齊化的鋅粉、35％的氫氧化鉀溶液再加上一些鈉羧甲基纖維素經糊化而成 。由於氫氧化鉀溶液的凝固點較低、內阻小，因此鹼性鋅 -錳乾電池能在－20℃溫度下工作，並能大電流放電。鹼性鋅 - 錳乾電池可充放電迴圈40多次，但充電前不能進行深度放電（保留60％～70％的容量），並需嚴格控制充電電流和充電期終的電壓。
疊層式鋅-錳乾電池由幾個結構緊湊的扁平形單體電池疊在一起構成。每一個單體電池均由塑料外殼、鋅皮、導電膜以及隔膜紙、炭餅（正極）組成。隔膜紙是一種吸有電解液的表面有澱粉層的漿層紙，它貼在鋅皮的上面；隔膜紙上面是炭餅。
隔膜紙如同糊式乾電池的電糊層，起隔離鋅皮負極和炭餅正極的作用。疊層式鋅 - 錳乾電池減去了圓筒形糊式乾電池串聯組合的麻煩，其結構緊湊、體積小、體積比容量大，但貯存壽命短且內阻較大，因而放電電流不宜過大。
蓄電池 通過充電將電能轉變為化學能貯存起來，使用時再將化學能轉變為電能釋放出來的一種化學電池。其轉變的過程是可逆的。當蓄電池已完全放電或部分放電後，兩電極板表面形成新的化合物，這時若用適當的反向電流通入蓄電池，就可以使在放電過程中形成的化合物還原為原先的活性物質，供下次放電再用，此過程叫充電，即將電能以化學能的形式貯存在蓄電池中。
電池接通負載供給外電路電流的過程叫放電 。蓄電池的充電和放電過程可以重複迴圈多次，故蓄電池又稱為二次電池 。按所使用的電解質溶液的不同，蓄電池分為酸性和鹼性兩大類。
按正負極板所使用的活性物質材料又有鉛蓄電池、鎘鎳、鐵鎳、銀鋅、鎘銀蓄電池等幾種。鉛蓄電池為酸性電池，後四種為鹼性電池。
鉛蓄電池 由正極板群、負極板群、電解液和容器等組成。充電後的正極板是棕褐色的二氧化鉛（pbo2），負極板
是灰色的絨狀鉛（pb），當兩極板放置在濃度為27％～37％的硫酸( h2so4 )水溶液中時 ，極板的鉛和硫酸發生化學反應，二價的鉛正離子（ pb2+）轉移到電解液中，在負極板上留下兩個電子( 2e- )。由於正負電荷的引力，鉛正離子聚集在負
極板的周圍，而正極板在電解液中水分子作用下有少量的二氧化鉛（ pbo2 ）滲入電解液，其中兩價的氧離子和水化合，使二氧化鉛分子變成可離解的一種不穩定的物質——氫氧化鉛〔pb（oh4〕。氫氧化鉛由4價的鉛正離子（pb4 +）和4個氫氧根〔4（oh）-〕組成。4價的鉛正離子（pb4+）留在正極板上，使正極板帶正電。
由於負極板帶負電，因而兩極板間就產生了一定的電位差，這就是電池的電動勢。當接通外電路，電流即由正極流向負極。在放電過程中，負極板上的電子不斷經外電路流向正極板，這時在電解液內部因硫酸分子電離成氫正離子（h+）和硫酸根負離子（so42-），在離子電場力作用下，兩種離子分別向正負極移動，硫酸根負離子到達負極板後與鉛正離子結合成硫酸鉛( pbso2 )。
在正極板上，由於電子自外電路流入，而與4價的鉛正離子（pb4+）化合成 2價的鉛正離子（ pb2+），並立即與正極板附近的硫酸根負離子結合成硫酸鉛附著在正極上。鉛蓄電池正、負極板在放電過程中的化學反應為
隨著蓄電池的放電，正負極板都受到硫化，同時電解液中的硫酸逐漸減少，而水分增多，從而導致電解液的比重下降在實際使用中，可以通過測定電解液的比重來確定蓄電池的放電程度。在正常使用情況下，鉛蓄電池不宜放電過度，否則將使和活性物質混在一起的細小硫酸鉛晶體結成較大的體，這不僅增加了極板的電阻，而且在充電時很難使它再還原，直接影響蓄池的容量和壽命。鉛蓄電池充電是放電的逆過程。
充電時總的化學反應為
鉛蓄電池的工作電壓平穩、使用溫度及使用電流範圍寬、能充放電數百個迴圈 、貯存效能好 （ 尤其適於乾式荷電貯
存）、造價較低，因而應用廣泛。採用新型鉛合金，可改進鉛蓄電池的效能。如用鉛鈣合金作板柵，能保證鉛蓄電池最
小的浮充電流、減少添水量和延長其使用壽命；採用鉛鋰合金鑄造正板柵 ，則可減少自放電和滿足密封的需要 。此外，
開口式鉛蓄電池要逐步改為密封式，並發展防酸、防爆式和消氫式鉛蓄電池。
鹼性蓄電池 與同容量的鉛蓄電池相比，其體積小，壽命長，能大電流放電，但成本較高。鹼性蓄電池按極板活性
材料分為鐵鎳、鎘鎳、鋅銀蓄電池等系列。以鎘鎳蓄電池為例，鹼性蓄電池的工作原理是：蓄電池極板的活性物質在充
電後，正極板為氫氧化鎳〔 ni（oh）3 〕，負極板為金屬鎘（ cd ）；而 放 電 終 止時，正極 板轉 變為 氫 氧化 亞鎳〔 ni(oh2)〕， 負極板轉 變 為氫 氧 化鎘〔cd (oh) 2〕，電解液多選用氫氧化鉀（ koh）溶液。在充放電過程中總的化
由充放電過程中的化學反應可知，電解液僅作為電流的載體而濃度並不發生變化，因而只能根據電壓的變化來判斷
充放電的程度。鎘鎳密封蓄電池在充電過程中，正極析出氧氣，負極析出氫氣。由於鎘鎳密封蓄電池在製造時負極物質是過的，這就避免了氫氣的發生；而在正極上產生的氧氣，由於電化學作用被負極吸收，因此防止了氣體在蓄電池內部集聚，從而保證了蓄電池在密封條件下正常工作。
鎘鎳蓄電池已有了幾十年的歷史，最初用作牽引、起動、照明及訊號電源，現代用作內燃機車、飛機的起動及點火電源。60年代製成的密封式電池則用作人造衛星、攜帶式電動工具、應急裝備的電源。鎘鎳蓄電池改進的方向之一是採用雙極性結構，這種結構的內阻很小，適用於脈衝大電流放電，能滿足大功率裝置的供電需要；此外，電極採用壓成式、燒結式和箔式。
金屬-空氣電池 以空氣中的氧氣作為正極活性物質，金屬作為負極活性物質的一種高能電池。使用的金屬一般是鎂、
鋁、鋅、鎘、鐵等；電解質為水溶液。其中鋅
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