說起電池，大家應該都不陌生，它早已“飛入尋常百姓家”，成為了我們的日常生活中密不可分的一部分。手機、電腦、鐘表甚至電動汽車，都與電池“休戚相關”（不少朋友還患上了“手機低電量焦慮癥”o(╯□╰)o）。然而，你知道如今廣泛使用的電池是從何而來的么？它的“成長歷程”中隱藏著哪些有趣的故事呢？今天我們就來聊一聊電池進化史。

遠古時代——蒙昧無知

人類對于電的認知是逐步遞進的。早期由于吃貨屬性，人們大概沒少被水里的電魚電擊。大約公元前2750年的埃及文獻中就有此類記載，稱電魚為“尼羅河的雷使者”，意為可以保護所有魚類。那時，電=雷。

后來，許是某個狂風暴雨雷聲大作的夜晚，聰明的阿拉伯人看到閃電如雪亮長刀劃過陰沉沉的蒼穹，斬斷虬勁的樹干，劈裂瑟縮的草屋，帶著麻酥酥的顫意從身上滾過，而后雷聲才接踵而至。他們猛然醒悟，電不是雷產(chǎn)生的，或者說不只是雷產(chǎn)生的，可能還有閃。

然而，因為雷電來無影去無蹤，且不常出現(xiàn)，根本無法貯存研究。所以，數(shù)千年來人們都把它歸為神秘的自然力量。而眾所周知，一旦什么東西被套上“神秘”二字，我們中國的老祖宗們必會想方設法安插個崗位，好塞人進去。于是雷公和電母便應運而生，在天界勤勤懇懇地在司“雷”、司“閃”。

神話傳說中的“雷公”和“電母”

工業(yè)革命——初露端倪

直到時間的羅盤轉至1732年，電的“伯樂”才姍姍來遲。美國的科學家富蘭克林發(fā)現(xiàn)電是一種沒有重量的流體，并分出了正負電荷。然而，此時的電還處于隨產(chǎn)隨消階段，并沒有引起廣大吃瓜群眾的注意。

1746年，荷蘭萊頓大學的教授馬森布羅克（長著一頭令所有天下女子汗顏并羨慕的濃密卷曲秀發(fā)）在做電學實驗時，無意中把一個帶了電的釘子掉進玻璃瓶里，他以為要不了多久，鐵釘上所帶的電就會很容易跑掉的，過了一會，他想把釘子取出來，可當他一只手拿起桌上的瓶子，另一只手剛碰到釘子時，突然感到有一種電擊式的振動。這到底是鐵釘上的電沒有跑掉呢，還是自己的神經(jīng)太過敏呢？于是，他又照著剛才的樣子重復了好幾次，而每次的實驗結果都和第一次一樣，于是他非常高興地得到一個結論：把帶電的物體放在玻璃瓶子里，電就不會跑掉，這樣就可把電儲存起來。它把這個瓶子命名為“萊頓瓶”（取自地名）。

馬森布羅克教授和他的“萊頓瓶”

“萊頓瓶”的構造非常簡單，在玻璃瓶子的內壁和外壁上都貼一層錫箔，內層學用金屬鏈條與伸到瓶口外的金屬桿相連，金屬桿頂端再裝上一個金屬球。當帶電體跟金屬球接觸時，帶電體上的電荷就會沿著金屬桿和鏈條傳到瓶的內壁，而外部的電荷就能在里面保存一個相當長的時間。等需要時，只要與金屬接觸一下，就可以把儲存的電荷再放出來。馬森布羅克教授也憑此成為電池鼻祖。

“萊頓瓶”的發(fā)現(xiàn)在當時歐洲引起了強烈反響，許多電學家捶胸頓足，懊惱為什么自己沒能成為這個奇跡的締造者。同時，他們也緊跟潮流，做了大量擴展實驗，甚至有人極富創(chuàng)造性的用它來點燃酒精和火藥。腦洞最大的要數(shù)法國人諾萊特（真是沒有辜負法國人的浪漫基因），他邀請了路易十五的皇室成員到巴黎一座大教堂前臨場觀看”萊頓瓶”表演，讓七百名修道士手拉手排成一行，隊伍全長達900英尺（約275米）。然后由排頭的修道士用手握住”萊頓瓶”，讓排尾的握住瓶的引線，一瞬間，七百名修道士，因受電擊幾乎同時跳起來，在場的人無不為之口瞪目呆，諾萊特以令人信服的證據(jù)向人們展示了電的巨大威力。

大概就是這個樣子，請自行腦補人數(shù)擴充至700人的盛況

“萊頓瓶”風靡歐洲后，有好事者將它郵寄給了遠在美國的富蘭克林，并附上原理和使用說明。作為電學實驗研究領域的開拓者，富蘭克林自然不會錯過這個絕佳的機會。這直接導致了1752年富蘭克林著名的“費城實驗”。他用風箏將“天電”引了下來，并收集到“萊頓瓶”中，從而弄明白了“天電”和“地電”原來是一回事（雷公和電母也可以涼涼了）。他正確地指出了“萊頓瓶”的原理：“起儲電作用的是瓶子本身”。后來人們發(fā)現(xiàn)，只要兩個金屬板中間隔一層絕緣體就可以做成電容器，而并不一定要做成像萊頓瓶那樣的裝置（就是今天電容器的原理啦）。

1752年富蘭克林著名的“費城實驗”

1799年，意大利物理學家伏特（沒錯，就是物理學中電壓單位的名稱貢獻者）把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導線中有電流通過。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（真是個舉一反三的孩子啊！）。用手觸摸兩端時，會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功地制成了世界上第一個真正意義上的電池──“伏特電堆”。這個“伏特電堆”實際上就是串聯(lián)的電池組。它成為早期電學實驗，電報機的電力來源。

世界上第一個真正意義上的電池──“伏特電堆”

1836年，英國的丹尼爾對“伏特電堆”進行了改良。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，制造出第一個不極化，能保持平衡電流的鋅─銅電池此后，這些電池都存在電壓隨著使用時間延長而下降的問題。當電池使用一段時間后電壓下降時，可以給他通以反向電流，使電池電壓回升。因為這種電池能充電，可以反復使用，所以稱它為“蓄電池”。

高中課本上原電池和電解池的化學反應方程式就這樣華麗麗地誕生了

1860年，法國的雷克蘭士發(fā)明了世界廣受使用的電池（碳鋅電池）的前身。它的負極是鋅和汞的合金棒（鋅乃伏特原型電池的負極，經(jīng)證明是作為負極制作材料的最佳金屬之一），而它的正極是以一個多孔的杯子盛裝著碾碎的二氧化錳和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作為電流收集器。負極棒和正極杯都被浸在作為電解液的氯化銨溶液中。此系統(tǒng)被稱為“濕電池”。雷克蘭士制造的電池雖然簡陋但卻便宜，所以一直到1880年才被改進的“干電池”取代。負極被改進成鋅罐（即電池的外殼），電解液變?yōu)楹隣疃且后w，基本上這就是現(xiàn)在我們所熟知的碳鋅電池。

1887年，英國人赫勒森發(fā)明了最早的干電池。干電池的電解液為糊狀，不會溢漏，便于攜帶，因此獲得了廣泛應用。

1890年愛迪生（ThomasEdison）（沒錯，就是一生有1000多項發(fā)明，堅信天才是1%靈感+99%汗水的那個）發(fā)明可充電鐵鎳電池，并將其作為汽車動力。1904年，他開始在新澤西的銀湖出售新型蓄電池，很快蓄電池便投產(chǎn)了而且銷路不錯，但不久后用戶們發(fā)現(xiàn)了這種蓄電池的幾個嚴重問題——在車輛行駛時，電池中的化學液體會流出來；許多蓄電池還出現(xiàn)了電力衰減狀況。因此愛迪生立刻把工廠關閉并停產(chǎn)蓄電池，并尋找蓄電池漏電的根源。直到1909年，愛迪生終于研制出性能更加良好的新型鎳鐵堿電池，可以讓汽車跑100英里（相當于160公里）以上。

愛迪生發(fā)明可充電鎳鐵堿電池

現(xiàn)代社會——大放異彩

如今的電池大概分為三類：干電池、鉛蓄電池和鋰電池，是日常生活中名副其實的電能補給小助手。

干電池

干電池也叫錳鋅電池，所謂干電池是相對于伏打電池而言，所謂錳鋅是指其原材料。針對其它材料的干電池如氧化銀電池，鎳鎘電池而言。錳鋅電池的電壓是15V。干電池是消耗化學原料產(chǎn)生電能的。它的電壓不高，所能產(chǎn)生的持續(xù)電流不能超過1安培。日常生活中經(jīng)常用到。

蓄電池

蓄電池是用一個玻璃槽或塑料槽，注滿硫酸，再插入兩塊鉛板，一塊與充電機正極相連，一塊與充電機負極相連，經(jīng)過十幾小時的充電就形成了一塊蓄電池。它的正負極之間有2伏的電壓。蓄電池的好處是可以反復多次使用。另外，由于它的內阻極小，所以可以提供很大的電流。用它給汽車的發(fā)動機供電，瞬時電流可達20多安培。蓄電池充電時是將電能貯存起來，放電時又把化學能轉化為電能。目前廣泛應用于汽車、火車、拖拉機、摩托車、電動車以及通訊、電站、電力輸送、儀器儀表、UPS電源和飛機、坦克、艦艇、特種系統(tǒng)等領域。在二次電源使用中，已占有85%以上的市場份額。

鋰電池

以鋰為負極的電池。它是60年代以后發(fā)展起來的新型高能量電池。具有單體電池電壓高，比能量大，儲存壽命長（可達10年），高低溫性能好，可在-40～150℃使用等優(yōu)點。缺點是價格昂貴，安全性不高。另外電壓滯后和安全問題尚待改善。目前廣泛應用于水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，郵電通訊的不間斷電源，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、特種裝備、特種航天等多個領域。

說了這么多，終于到了壓軸環(huán)節(jié)，下面隆重向大家推薦本期終極大Boss——國內首個10萬千瓦級電池儲能電站！

該電站于今年7月18日在江蘇鎮(zhèn)江正式上線，它可以在用電低谷時充電儲能，用電高峰時釋放電力，突發(fā)故障時提供備用電源，相當于給城市電網(wǎng)安裝了大型“充電寶”，開啟了我國大型電池儲能電站商業(yè)化運行的新階段。

這一個個集裝箱，就是一個個儲能電池，加起來足足有10.1萬千瓦，儲存的電能，相當于一個20萬千瓦的中型發(fā)電廠一小時發(fā)的電，可以同時滿足17萬戶居民的用電需求。富蘭克林和馬森布羅克看到這里，恐怕要淚流滿面了。而未來儲能電池的制造成本還會不斷下降，必將開啟用能方式變革的新篇章。