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續(xù)航時間最長的電池有多長?

鉅大LARGE  |  點擊量:1645次  |  2021年03月22日  

電能是現(xiàn)代文明發(fā)展所不可或缺的一種能源形式,所以電池就成為了人類生產(chǎn)生活中所不可或缺的一個必需品。


狹義的電池指的就是“能夠將化學能轉化為電能的裝置”,我們日常所使用的電池都屬于此列,比如最常見的干電池,也就是錳鋅電池,此外還有鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池以及汽車中所使用的鋁酸電池等等。


而廣義的電池指的則是“能夠把電能以其它形式存儲,且能夠再次轉化為電能的裝置”,比如一些航天器中所使用的核能電池,就是一種能夠將核能轉化為電能的裝置,此外,在一些地區(qū)做建造的抽水蓄能電站本質上也可以算是一種另類形式的巨型電池,所謂的抽水蓄能電站就是使用多余的電量將水抽到高處儲存起來,當用電高峰和枯水期到來的時候,就將儲存的水釋放出來用于發(fā)電。


普通的化學能電池就是將電能以化學的形成存儲,而核能電池則是將電能以核能的形式存儲,至于抽水蓄能電站則是將電能以重力勢能的形式存儲,從廣義的角度來看,它們本質上都是電池。


說到電池,有一個指標是最為重要的,那就是續(xù)航能力。人類之所以要發(fā)明電池,不僅是為了將電能儲存起來,而是為了能夠隨時隨地為用電設備提供電能,如果一塊電池的續(xù)航能力很差,用不了多久就沒電了,那么肯定是很不方便的,相信對此,我們每個人都深有體會。現(xiàn)在的電池續(xù)航能力實際上遠遠不能滿足我們的需求,一個小小的手機,如果沒有搭配充電寶,都難以盡情使用,而使用鋰電池驅動的新能源汽車也面臨著相似的困境。提高電池的續(xù)航能力已經(jīng)成為了一個迫切的需求。

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你知道有史以來續(xù)航時間最長的電池是什么嗎?你一定會想到核能電池,其實不是,安裝在旅行者2號上的核能電池的確已經(jīng)續(xù)航超過了40年,但有史以來續(xù)航時間最長的電池并不是它,而是一塊化學能電池。


化學能電池的續(xù)航能力難道可以超越40年?的確可以,而且是遠遠超過的。有史以來續(xù)航時間最長的電池是“牛津電鈴電池”。“牛津電鈴電池”是由一組串聯(lián)的干電堆和一對鈴鐺所組成的,在兩個干電堆下方各有一個鈴鐺,兩個鈴鐺之間有一個金屬球,當金屬球撞擊到一側的鈴鐺上時,會因為相同電荷的斥力而被推向另一邊,當與另一邊發(fā)生撞擊后,電荷會發(fā)生轉移,于是斥力又會將金屬球再次推開,就這樣,鈴鐺依靠持續(xù)不斷的電能供應而響個不停。


“牛津電鈴電池”是怎么來的?1840年的某天,牛津大學的物理學教授羅伯特·沃克從一個儀器制造商手里買來了這個看起來制作精巧的小裝置,之后就將它擺放在了牛津大學克拉倫登實驗室門廳的架子上。


令人意想不到的是,三年、五年、十年過去了,這個電鈴一直還在響,電能的供應一直沒有耗盡,人們十分好奇這個電鈴何時會停下來,于是人們等了一年又一年,終于180多年過去了,現(xiàn)在這個電鈴依然擺放在牛津大學克拉倫登實驗室門廳的架子上,它也依然在響個不停,而且沒有任何衰減的跡象,沒有人知道這個電鈴還會響多久,也許我們都無法等到它停下來的那一天。那么這兩個干電堆的內部到底是什么構造,能夠支持電鈴響徹180年呢?


牛津電鈴電池干電堆的內部構造是一個無人知曉的謎題,因為時間太久了,當初誰也沒有想到它能夠續(xù)航這么久,所以也沒有人詢問過儀器制造商干電堆的內部構造,所以自然也就無人知曉。

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這有何難?把干電堆打開看看不就完了?是的,打開看看的確就知道了,但是“牛津電鈴電池”從買來的時候就被密封在了一個密閉的雙層玻璃罩中,與外部空氣完全隔絕,一旦打開必然破壞其原有的環(huán)境,誰又忍心讓這個響了180多年的電鈴停下來呢?所以人們打算繼續(xù)等待,等待它最終停止的時刻,到時候就會把它打開看個明白,只是沒有人知道還要等多久。其實關于牛津電鈴電池的內部構造一直都有很多猜測,有人認為這個干電堆和現(xiàn)在的錳鋅電池的內部構造是相似的,正極同樣是二氧化錳,而負極則可能是硫酸鋅。不過一切只是猜測,謎底要等它停下來才能揭曉。


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