Q-Batteries蓄电池电池是什么时候发明的？

     电力的使用可能要追溯到更远的地方。1936 年，在巴格达附近修建铁路时，工人们发现了一个似乎是史前炮台的东西，也被称为帕提亚炮台。该物体可以追溯到帕提亚帝国，据信已有 2000 年的历史。电池由一个装满醋溶液的粘土罐组成，其中插入了一根被铜圆柱包围的铁棒。该设备产生 1.1 至 2.0 伏的电力。图 1 说明了帕提亚电池。

     并非所有科学家都接受帕提亚电池作为能源。该设备可能用于电镀，在表面添加一层金或其他贵金属。据说埃及人在 4,300 多年前就将锑电镀到铜上。考古证据表明，巴比伦人是第一个发现并采用电镀技术制造珠宝的人，他们使用基于葡萄汁的电解质来镀金炻器。统治巴格达（约公元前 250 年）的帕提亚人可能使用电池来电镀银。

     现代最早的发电方法之一是产生静电荷。1660 年，奥托·冯·格里克 (Otto von Guericke)使用一个大的硫磺球体建造了一台电机，在摩擦和转动时，它会吸引羽毛和小纸片。格里克能够证明产生的火花本质上是电的。

     1744 年，埃瓦尔德·乔治·冯·克莱斯特 (Ewald Georg von Kleist)开发了莱顿瓶，该瓶将静电荷储存在玻璃瓶中，玻璃瓶的内外衬有金属箔。包括荷兰莱顿教授 Peter van Musschenbroek 在内的许多科学家认为，电类似于可以装在瓶子里的液体。他们不知道这两片金属箔组成了一个电容器。当莱顿瓶充满高压时，当他们接触到金属箔时，绅士们会感到莫名其妙的强烈震动。

     静电的第一个实际应用是Alessandro Volta（1745-1827）发明的“电动手枪”。他想到提供远距离通信，尽管只有一个布尔位。一根由木杆支撑的铁丝从科莫串到意大利米兰。在接收端，电线将终止于一个充满甲烷气体的罐子中。为了发出编码事件信号，将通过电线发送电火花以引爆罐子。此通信链接从未建立。图 2显示了 Alessandro Volta 的铅笔渲染图。

     1791 年， Luigi Galvani在博洛尼亚大学工作时发现青蛙的肌肉在接触金属物体时会收缩。这种现象被称为动物电。在这些实验的推动下，沃尔特开始了一系列使用锌、铅、锡和铁作为正极板（阴极）的实验；铜、银、金、石墨为负极板（阳极）。对原电池的兴趣很快变得普遍。

早期电池

     Volta 于 1800 年发现，某些流体用作导体时会产生连续的电流。这一发现导致了第一个伏打电池的发明，通常被称为电池。Volta 进一步了解到，当伏打电池彼此堆叠时，电压会增加。图 3.1 和 3.2说明了这种串联连接。

 

 

 

1796 年，伏特进行了电池实验。

电池中的金属具有不同的电子亲和力。Volta 注意到，亲和数移动的距离越远，不同金属的电势就越强。下面列出的金属中的第一个数字表示吸引电子的亲和力；二是氧化态。

• 锌 = 1.6 / -0.76 V
• 铅 = 1.9 / -0.13 V
• 锡 = 1.8 / -1.07 V
• 铁 = 1.8 / -0.04 V
• 铜 = 1.9 / 0.159 V
• 银 = 1.9 / 1.98 V
• 黄金 = 2.4 / 1.83 V
• 碳 = 2.5 / 0.13 V

金属决定电池电压；他们用浸泡在盐水中的湿纸分开。

同年，沃尔特向伦敦皇家学会公布了他发现的不间断电源。实验不再局限于持续几分之一秒的短暂火花展示；无穷无尽的电流现在似乎是可能的。

     法国是最早正式承认伏打发现的国家之一。这是在法国接近科学进步的高峰时期。新想法受到热烈欢迎，因为它们有助于支持该国的政治议程。在一系列的演讲中，伏特在法兰西学院发表演讲。拿破仑波拿巴参与了实验，从电池中抽出火花，熔化钢丝，用电动手枪放电并将水分解成其元素（见图4 ）。

     1800年，矿工安全灯的发明者汉弗莱·戴维爵士开始测试电的化学效应，发现电流通过物质时会发生分解。这个过程后来被称为 电解。
他在伦敦皇家学会的拱顶安装了世界上最大、功率最强的电池，并将电池与木炭电极连接起来，产生了第一盏电灯，从而有了新发现。目击者报告说，他的伏打弧光灯产生了“有史以来最明亮的上升拱形光”。

     1802 年，William Cruickshank设计出第一块用于大规模生产的电池。他将方形铜片和大小相同的锌片放入一个长方形木箱中并焊接在一起。盒子上的凹槽将金属板固定到位。然后在密封的盒子里装满盐水或稀释酸的电解质。这类似于今天仍在我们身边的被淹没的电池。图 5展示了他的电池车间。

充电电池的发明

1836 年，英国化学家约翰·F·丹尼尔 (John F. Daniell)开发出一种改进的电池，它产生的电流比早期的电能储存尝试更稳定。1859 年，法国医生 Gaston Planté 发明了第一块基于铅酸的可充电电池，该系统沿用至今。在那之前，所有电池都是一次电池，这意味着它们无法充电。

1899年，瑞典人Waldmar Jungner发明了以镍为正极（阴极）、镉为负极（阳极）的镍镉（NiCd）电池。与铅相比，高昂的材料成本限制了它的使用。两年后，爱迪生用铁取代了镉，这种电池被称为镍铁电池（NiFe）。比能量低、低温性能差和自放电高限制了镍铁电池的成功。直到 1932 年，Schlecht 和 Ackermann 才通过发明烧结极板实现了更高的负载电流并提高了 NiCd 的寿命。1947年，Georg Neumann成功地密封了电池。

多年来，NiCd 是唯一用于便携式应用的可充电电池。在 1990 年代，欧洲的环保主义者开始关注 NiCd 不慎处置所造成的危害。电池指令 2006/66/EC 现在限制在欧盟销售 NiCd 电池，但没有适合替代品的特殊工业用途除外。替代品是镍金属氢化物(NiMH)，这是一种更环保的电池，类似于 NiCd。

今天的大多数研究活动都围绕改进锂基系统展开，该系统于 1991 年由索尼首次商业化。除了为手机、笔记本电脑、数码相机、电动工具和医疗设备提供动力外，锂离子还用于电动汽车和卫星。这种电池有很多好处，最显着的是它的比能量高、充电简单、维护成本低以及对环境无害。

电通过磁

通过磁力发电来得比较晚。1820 年，安德烈-玛丽·安培 (André-Marie Ampère)（1775-1836 年）注意到，承载电流的电线时而相互吸引，时而相互排斥。1831 年，Michael Faraday（1791-1867）展示了铜盘如何在强磁场中旋转时提供恒定的电流。法拉第协助汉弗莱戴维和他的研究团队，成功地产生了无穷无尽的电力，只要线圈和磁铁之间的运动继续进行。这导致了发电机的发明，以及通过逆转过程的电动机的发明。

此后不久，开发出了可将交流电 (AC) 转换为任何所需电压的变压器。1833 年，法拉第建立了法拉第定律所依据的电磁学基础。它涉及在变压器、电感器和许多类型的电动机和发电机中发现的电磁学。一旦了解了与磁力的关系，便建造了大型发电机以产生稳定的电流。电机随之而来，使机械运动成为可能，托马斯·爱迪生的灯泡似乎可以征服黑暗。

早期的电厂生产直流电 (DC)，配电限制在距离电厂 3 公里（约 2 英里）的范围内。大约在 1886 年，尼亚加拉瀑布电力公司 (NFPC) 提供 100,000 美元用于远距离输电的方法。经过大量争议和失败的提案后，世界上最聪明的头脑在英国伦敦汇聚一堂，奖项授予了发明交流输电系统的塞尔维亚移民尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla，1856-1943 年）。NRPC 以特斯拉为顾问构建了一个多相交流系统，从新的尼亚加拉发电站向远至纽约州布法罗的电力输送。

 

直流系统在低电压下运行，需要粗电线；交流电可以转换为更高的电压以通过电线传输，然后再降低使用。年长的人支持 DC，而年轻的天才则倾向于 AC。托马斯·爱迪生 (Thomas Edison) 坚决反对交流电，并给出了触电危险的理由。

分歧仍在继续，但 AC 成为公认的规范，也得到了欧洲的支持。美国发明家和制造商乔治·威斯汀豪斯 (George Westinghouse) 开始开发特斯拉系统，但引起了托马斯·爱迪生 (Thomas Edison) 的不满。

令所有人惊讶的是，交流电点亮了 1893 年的芝加哥世界博览会（图 7）。西屋随后建造了三台大型发电机，将尼亚加拉大瀑布的能量转化为电能。特斯拉开发的三相交流电技术能够以低廉的成本实现远距离电力传输。电力因此被广泛地提供给人类以改善生活质量。

沿着铁路架设的电线通信主要由需要经常更换的原电池供电。电传是一种早期的数据传输方式，它是数字式的，因为电池会激活一系列继电器。发送消息的价格取决于所需的中继点击次数。

在 1800 年代中期，电报为聪明的年轻人开辟了新的职业生涯。操作这些设备的员工进入了不断壮大的中产阶级，远离了充满劳动、泥土和危险的工厂和矿山。钢铁大王安德鲁卡内基回忆起他早年作为电报信使的日子：阿尔弗雷德希区柯克在成为插画家之前开始了他的估算师生涯。

1900 年代初期电子真空管的发明形成了迈向高科技的重要下一步。它启用了频率振荡器、信号放大和数字开关。这导致了 1920 年代的无线电广播和 1946 年第一台称为 ENIAC 的数字计算机。1947 年晶体管的发明为 10 年后集成电路的到来铺平了道路，微处理器开创了信息时代. 这永远改变了我们的生活和工作方式。

人类已经变得依赖电力，并且随着移动性的增加，人们倾向于使用包含电池的便携式电源。随着电池的进一步改进，使用这种便携式电源可以完成更多任务。