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电池上的聚能环是什么东西?

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发表于 前天 10:10 |只看该作者 |倒序浏览
现在的科学技术发展那是日新月异,这其中人们能直接感受到的那就是电子产品。
但除了电池,近几十年的电池的发展可以用不争气来形容,也有人说电池的发展严重拖了现代科技的后退。
说起电池相信都不会陌生,它在我们的生活中扮演着相当重要的角色,遥控器,玩具,闹钟等等都离不开电池,尤其是干电池。
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那么这种干电池如何存储能量的,还有电池上的聚能环到底是什么呢?
干电池是一种用糊状电解液来产生直流电的化学电池,它也是一次性电池,常见的干电池有锌锰电池,锌汞电池,碱锰电池等;还有一种可充电电池,可反复多次补充电量,可循环使用,如镍镉电池,镍氢电池等,由于其体型小巧,携带方便等优点,在诸多小功率的电子产品上使用广泛。
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图片来源:pixabay
电池的发展历史
电池的发明历史可追溯到18世纪末期,1780年意大利科学家在进行青蛙实验时,用铜制的解刨刀碰触到放在铁盘上的青蛙腿时,蛙腿的肌肉开始抽搐,仿佛受到电流的刺激。
后来福特认为这是金属与蛙腿组织液之间产生的电流刺激造成的。
1800年福特据此设计了,被称为伏打电堆的装置,锌为负极,银为正极,用盐水作电解质溶液。
1836年丹尼尔发明了世界上第一个实用电池,铜锌电池,并应用于早期铁路的信号灯上。
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为什么电池如此不争气
衡量电池容量大小的主要指标就是能量密度,而现在主流的干电池的能量密度,平均只有汽油的百分之一左右,可以说是相当的差了。
如此不堪的能量密度与电池的材料还有结构有关,像我们常用的碱性电池,它的正极是二氧化锰,负极是锌粉,二者之间填充的是电解质,用来传递氢氧根离子,当电池工作的时候,锌和二氧化锰之间的氧化反应还原反应会产生1.5伏的电压。
仅看负极材料,锌的能量密度只有汽油的十分之一左右,也可以说是很低能了,而在结构方面,碱性电池更是好不到哪里去。
首先电池不能像汽油那样直接从空气中获取氧气,必须自备氧化剂和电解质。
其次电池中还有一大部分的封装材料,比如为了防止电池短路,所有电池都必须在两块金属之间加一个绝缘的底圈,所有这些都大大挤占了发电材料的可用空间,稀释了电池的能量密度,低能的电池材料和有限的结构空间,也就束缚了电池的发展。
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什么是聚能环
所有的干电池由于外壳都是金属,就要用一个绝缘件将外壳正负极隔开,以防止短路和漏电,所以通常就会用一个塑料片来隔开正负极,因为塑料片即绝缘又廉价是最好的选择。
所以说这个塑料片的作用就是防止短路和漏电,但是有些电池是看不到这个塑料片的,这是由于其内部正负极结构不同,塑料片安装在电池内部而已,而有的电池是将绝缘塑料片放在了外面,这个塑料片就是聚能环。
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电池的工作原理
自从电池最初通过在盐水中放入两块不同的金属,电流就会通过电线从一块金属传到另一块金属上面,转眼间过去这么多年,电池的工作原理任然没有发生改变。
干电池属于化学电源中的原电池,它是以金属帽为正极,以锌筒外壳为正极,将化学能转变成电能供给设备使用。
如碱性锌锰电池,电池放电就是氯化铵与锌的电解反应,释放出来的电荷由黄铜为收集器,在化学反应中由于锌比锰活泼,锌失去电子被氧化,锰得到电子被还原,锌的电解反应是会被释放氢气的,这气体是会增加电池内阻的,二氧化锰就是用来吸收氢气的。
但若电池连续工作或者用得太久,二氧化锰就来不及或已经饱和没有能力再吸收了,此时电阻就会因为内阻太大而输出电流太小而失去作用,而此时若将电池加热或放置一段时间,它内部的聚集氢气就会受热放出或缓慢放出二氧化锰到了还原恢复,那电池就会又有活力了。

电池的制造过程
来看看外面常用的碱性锌锰电池是怎么制造出来的,首先将钢质外壳做成直径13毫米的圆筒状。

电池中的黄铜集电器是电池的核心,将黄铜线剪成4厘米的长度,黄铜是很好的导体,因为含铜量高,但黄铜表面还有可能粘有油污,所以还要将剪好的黄铜在沙子里翻滚将表面抛光干净和去除毛边,在每根黄铜上焊接一个镀镍缸盖。

将容易释放电子的锌熔化,通过机器将熔化的锌变成糊状。

将二氧化锰混合石墨的粉末压缩成适合放入电池内的小丸状,然后放入镀镍的电池钢壳内。
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通过振动盘和输送带将电池送去组装,由机器插入隔离膜再注入碱性电解质溶液,机器给电池内加入糊状锌,在装入黄铜电棒,通过机器将每个电池密封起来,表面经过贴包装纸测试就可以包装出厂了。
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前面说到电池受制于结构和材料而发展非常缓慢,但技术总是在发展的,现在就让我们看到了希望,一款号称永不断电的电池问世了,一直有电,莫非用的是核电?这种电池之所以电用不完,是因为一直在充电,也是,一直在充电中的电池怎么会用完嘞。
这种电池中内置了接收器,通过接受安装在室内的发射机传送的无线电讯号来获取电能,而这种信号就像WIFI一样即无处不在又不会影响人体健康,无论你身处何处都能获取连续不断的电力补充,像遥控器,钟表这些需要装电池的电子设备装上这种电池就再也无需更换了。
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这种电池的诞生不仅有可能成为碱性电池和充电电池的终结者,还能减少对环境的危害,因为无需更换,所以将减少废旧电池的丢弃,希望这种电池能早日得到应用。

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