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一枚电池的前世今生:电池的发展与未来(2)

北极星智能电网在线  来源:环球科学    2016/3/17 9:25:38  我要投稿  

盐水这样的导电液体常常被用来传输可溶解的离子,在反应过程中,这些离子在溶液中可以从一种金属的表面转移到另一种金属的表面,我们通常称这样的导电液体为电解质。

在放电过程中,失去电子的金属或化合物被称为阳极,得到电子的金属或化合物被称为阴极。在外电路中,电子流从阳极流向阴极,这就是我们用以驱动电力设备的“电流”。

一次电池vs充电电池

产生电流之后,有些电池的状态无法逆转,我们将这种电池称为一次电池。当反应物之一消耗殆尽,这种电池便无法再使用了。

最常见的一次电池是碳锌电池。若电解质为碱性,这种电池能更加持久耐用。这也就是我们通常在超市购买到的碱性电池。

我们在日常生活中常用的碱性电池。Flickr/Simon Greig, CC BY-NC-SA

处理一次电池的难度在于,我们不能通过再次充电来回收利用这些电池。在电池大型化的的今天,回收利用变得愈发重要,并且频繁地更换电池也不具备商业上的可行性。

世界上最早的充电电池之一,镍镉电池,同样使用的是碱性电解质。在1989年,镍氢电池(NiMH)发明,这种电池拥有比镍-镉电池更长的寿命。

这一类电池对于充电过量过热十分敏感,因此充电功率应当控制在一个最大功率之下。不过设计精巧的控制器能够使充电速度加快,我们也就不需要为了充电苦等几个小时了。

充电电池能够多次使用。Flickr/Brian J Matis, CC BY-NC-SA

现在的应用——像是手机和笔记本电脑——一直追寻的目标就是在尽可能小的空间里储存尽可能多的能量。随着单位体积内能量的提高,突然放电的危险性也在上升,但是我们也能够找到一些应对之法。比如对于手机电池,因为它比较小巧,所以我们可以通过在电池中加入限流器来提高它的安全性。

不过随着越来越多的大型电池投入应用,人们会愈发关注这些体积巨大、单元众多的大型电池的安全问题。

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