第267章 刘老师讲课-《基因狂徒》
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刘元让帮忙的学生们回到座位,接着讲道:“课本上说,不同的化学电池有着不同的电压,那么其原因何在呢?
这是因为,易于释放电子或者易于获得电子,其难易程度随着物质的不同而不同,而电池的电压正是由各种物质电子释放的难易程度和获得的难易程度所决定的。
容易释放电子的物质,按容易程度从高到低包括锂、钾、钙、钠、镁、铝、锌等,而容易获得电子的物质,按容易程度从高到低包括金、铂、银、汞、铜等。
大家学过化学课就知道,负极选的金属,越活泼越好,正极选的金属呢,则是越钝越好,正负极金属的离子化倾向差别越大,就越有大量的电子同时移动,也就能制造出电压越高的电池。
现在我们常见的干电池是锌锰干电池和碱性干电池。这两种电池的相同之处在于它们的电极都是用了锌和二氧化锰。所以,这两种电池的电压都是1.5V。
以上两种干电池以二氧化锰作为正极,以锌作为负极。电池的负极,是锌颗粒与作为电解液的氢氧化钾溶液混合后的糊状,在这里,锌释放出电子变为离子。
而在电池的正极,二氧化锰获得电子和氢离子生成碱式氧化锰。就这样,电子从容易释放电子的锌一侧,流向了容易获得电子的二氧化锰一侧,便产生了电流。
不过,碱性干电池将负极上的锌加工成了糊状,这就大大增加了负极的表面积,所以可以进行大电流放电,从而提高电池的性能。另外,碱性干电池的电解液里使用的是比较容易导电的碱性溶液,所以,相比于锌锰干电池,碱性干电池的特征就是可以高效地产生电流,并且电压下降得比较缓慢。
如此一来,即便两种电池使用的是同一种材料,它们的性能也会随着电极形状和配置的不同而存在着很大的差别。
可充电电池开始于1959年法国物理学家加斯顿-普兰特发明的铅酸蓄电池。随后,二次电池中的镍镉电池、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。
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