鋰電池的發(fā)明

   “鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時(shí)，M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長(zhǎng)期沒有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制，現(xiàn)在只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。

　　1780年，意大利波羅那大學(xué)解剖學(xué)教授伽伐尼（LuigiGalvani1737年9月9日-1798年12月4日）做青蛙腿肌肉運(yùn)動(dòng)的解剖學(xué)研究，他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在起電機(jī)放電的同時(shí)，如果用金屬手術(shù)刀觸動(dòng)蛙腿神經(jīng)，蛙腿肌肉立刻收縮，為了找出這一現(xiàn)象的原因，在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中意外地發(fā)現(xiàn)，若用兩種金屬分別接觸蛙腿的筋腱和肌肉，當(dāng)兩種金屬的另一端相碰時(shí)，蛙腿也會(huì)發(fā)生抽動(dòng)。伽伐尼認(rèn)為這是青蛙體內(nèi)存在一種“神經(jīng)電流體”引起的，這種可以使神經(jīng)、肌肉活動(dòng)，腦是分泌電液的重要器官。

　　意大利的物理學(xué)家伏達(dá)（AlessandroVlota1745年2月18日—1827年3月5日）在1792年對(duì)伽伐尼的發(fā)現(xiàn)做了研究，他發(fā)現(xiàn)電流的產(chǎn)生并不需要?jiǎng)游锝M織，1793年他否認(rèn)了動(dòng)物電的存在，認(rèn)為伽伐尼發(fā)現(xiàn)的電產(chǎn)生于兩種不同金屬的接觸，他認(rèn)為蛙腿的抽動(dòng)是一種對(duì)電流的靈敏的反應(yīng)，這個(gè)電流是由于兩種金屬插在了由肌肉提供的溶液中，并構(gòu)成回路而產(chǎn)生的。

　　1799年伏達(dá)用銅片、浸鹽水的紙片、鋅片依次重疊起來(lái)，創(chuàng)制了最早的獲得連續(xù)電流的伏達(dá)電堆。1800年他公布了在1795-1796年間發(fā)現(xiàn)的電池原理，1801年他為拿破侖一世演示了伏達(dá)電堆，拿破侖授予他金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)虏⒎馑麨椴簟?/p>

　　1799年，伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過(guò)。于是，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(lái)。用手觸摸兩端時(shí)，會(huì)感到強(qiáng)烈的電流刺激。伏特用這種方法成功的制成了世界上第一個(gè)電池——“伏特電堆”。這個(gè)“伏特電堆”實(shí)際上就是串聯(lián)的電池組。它成為早期電學(xué)實(shí)驗(yàn)，電報(bào)機(jī)的電力來(lái)源。

　　1803年，德國(guó)化學(xué)家里特爾制造出一臺(tái)蓄電池。

　　1836年，英國(guó)化學(xué)家J．F．丹聶爾制造出了第一塊古典原電池。伏打電堆的一個(gè)缺點(diǎn)是由于極化作用而使電流很快減小。他發(fā)現(xiàn)的電池是用多細(xì)孔的陶罐（開始用動(dòng)物膜）把浸入硫酸銅溶液中的電極銅棒和鋅棒分開。它能比過(guò)去的電池提供更長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定電流。

　　1859年，法國(guó)物理學(xué)家普朗特制造出了第一臺(tái)可實(shí)用的鉛酸蓄電池。他包括兩塊卷成螺旋形的鉛皮，中間用橡皮隔開，浸沒在10%的硫酸溶液中，然后送入電流，使其中一塊鉛皮鍍上，另一塊鉛皮成為粗糙的多孔表面。這種電池比當(dāng)時(shí)的任何電池都具有更高的電動(dòng)勢(shì)。但是由于加工成型過(guò)程復(fù)雜和冗長(zhǎng)，很難批量生產(chǎn)，沒有受到重視。

　　1865年，法國(guó)化學(xué)家勒克朗謝制造出第一塊干電池。他采用導(dǎo)電的氯化銨溶液、鋅和石墨作電極，并用二氧化錳作去極劑。這種電池由于使用氯化銨溶液帶來(lái)很多不便。

　　1881年法國(guó)化學(xué)家C．A．福爾改革了普朗特的鉛蓄電池。他回避了成型的工序，把直接涂布在鉛板上，這樣使鉛蓄電池引起了商業(yè)界的興趣，很快得到批量生產(chǎn)，在汽車、無(wú)線電設(shè)備、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到應(yīng)用，成為了通常使用的重要電源。

　　1888年，化學(xué)家卡斯尼爾改進(jìn)了勒克朗謝的電池。他以潮濕的氯化銨代替其溶液，以鋅皮兼代容器，一舉二用，使用方便，得到了廣泛應(yīng)用。

　　原電池的發(fā)明歷史可追溯到18世紀(jì)末期，當(dāng)時(shí)意大利生物學(xué)家伽伐尼正在進(jìn)行著名的青蛙實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用金屬手術(shù)刀接觸蛙腿時(shí)，發(fā)現(xiàn)蛙腿會(huì)抽搐。大名鼎鼎的伏打認(rèn)為這是金屬與蛙腿組織液（電解質(zhì)溶液）之間產(chǎn)生的電流刺激造成的。1800年，伏打據(jù)此設(shè)計(jì)出了被稱為伏打電堆的裝置，鋅為負(fù)極，銀為正極，用鹽水作電解質(zhì)溶液。1836年，丹尼爾發(fā)明了世界上第一個(gè)實(shí)用電池，并用于早期鐵路信號(hào)燈。