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吾读小说网 www.wdxsw.com,基因狂徒无错无删减全文免费阅读!

镍氢电池、锂离子电池也相继被开发出来。特别是无线化时代来临之后,比如手机,笔记本电脑乃至无人机得到普及,这就更少不了二次电池的应用。

    在手机诞生之际,手机里装载的是镍镉电池,之后被镍氢电池所取代,而现在所有的手机都已经换成了锂离子电池。可以说,伴随着电池的进步,才让手机、笔记本电脑,无人机乃至电动车等等便携式电器的普及成为可能。

    镍镉电池的电压在1.2V左右,由于它能够实现大电流放电,所以通常用于短时间使用的充电式剃须刀和电动牙刷等。

    随后出现的镍氢电池的电压也是1.2V,但其容量却是镍镉电池的2倍,所以,镍氢电池的出现对当时电器设备的小型化,作出了并不微小的工作。

    但是,镍镉电池也有很大的缺点,那就是镍镉电池中使用的镉毒性很强,所以现在大都被镍氢电池所替代。

    镍氢电池,顾名思义,就是氢为负极,镍为正极。在电池的负极,储藏在储氢合金中的氢丢失电子,变为氢离子,而在电池的正极,碱式氧化镍结合氢离子,并获得电子。镍氢电池的分隔装置是一块薄板,它的作用是防止电极处的金属粉末移动。同时,为了使离子移动,在分隔装置上还渗入了作为电解液的氢氧化钾溶液。这样,氢离子在负极和正极之间转移,就能够进行充放电。

    目前,在售的镍氢电池有许多种品牌,是我们周围最常见的二次电池之一。由于其现售型号与干电池几乎相同,所以,镍氢电池越来越多地替代了碱性干电池与锌锰

    干电池。

    接下来我们说锂离子电池。锂离子电池的正极使用了钴酸锂,负极使用了碳。锂离子在层状构造的碳和层状构造的钴酸锂之间转移,以此实现充放电。在放电时,负极中的锂放出电子,变为锂离子,锂离子移动到正极后得到电子被嵌入,这样就产生了电流。充电时则会发生与之相反的反应。

    锂离子电池比镍氢电池体积小但容量大,因为锂是离子化倾向最大,同时也是质量最轻的金属,所以它被认为是电池高电压化、小型化和轻型化必不可少的负极元素。

    锂离子电池的电压更是镍氢电池的3倍之高,所以,用几节镍氢电池才能带动起来的移动设备,用锂离子电池或许只需要一节就够用了。现如今,手机、数码相机和笔记本电脑等都实现了小型化和轻型化,可以说它们的实现都归功于锂离子电池的发明。

    人们并不是一开始就使用锂离子电池的,这中间也经历了一段曲折,最开始人们是直接使用锂当负极,但因为金属锂的活动性很强,只需要一点点量的锂,与水分接触后都会剧烈发热,同时还会产生氢气,引发火灾危险。所以,使用金属锂做负极的一次性电池大约在40多年前便已经上市了,但将其用在二次电池上却被认为是危险且不可行的。

    如果将金属锂应用于二次电池的负极,那么在充电的过程中,金属锂的负极表面上就会形成细小的呈须状的锂结晶,这种结晶和正极相连就很容易产生短路。如果不解决这个问题,它就会成为电池发热乃至引起火灾的原因。

    不过,一个电池的命运也要考虑到历史的进程,在上世纪80年代,随着数码相机的便携化和手机的出现,开发出可多次充放电、能量密度高的电池已成为了历史的必然要求。于是,锂离子电池横空出世了。

    锂离子电池的出现,源于日本旭化成株式会社的吉野彰博士,他首先考虑如何将导电塑料聚乙炔用作电池的负极,而为使聚乙炔做电池的负极,制造出高性能的锂二次电池,就有必要在正极也加入锂,不过怎么加入,吉野彰也没什么好办法。

    1982年,日本科学家水岛公一发表了关于嵌入锂的正极材料的论文,这个材料正是钴酸锂,而这也正是吉野彰一直苦苦寻找的材料。于是,以这种正极材料为突破口,吉野彰想到了现在的锂离子电池的原型。

    被开发出来的锂离子电池中,电解质没有使用水溶液,而是用了有机溶剂,在负极,不是将金属锂而是将锂原子嵌入碳中,以此来抑制锂的活动性,提高了电池的安全性。

    不过,使用有机溶剂电解质,其实也存在着风险。有机溶剂遇高温就会燃烧,所以一旦在电池内部发生短路,温度升高电池就会起火。另外,即便是现在,手机电池发生膨胀的现象也时有发生,这是在电池内部产生了气体所导致的。

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