漫话电池

　　常生活生产中接触最多的电池。它的基本原理是利用氧化还原反应使电路形成电流，从而提供电能。不能重复使用的电池，叫做原电池或次电池。经充电后可反复使用的电池叫做蓄电池或次屯池。

　　伏打电池是世界上最早发明的电池。它是意大利物理学家伏打于1800年发明的。1870年意大利生理学家伽伐尼在解剖青蛙时偶然发现了生物电，伏打在对伽伐尼的发现进行检验时，得出了不同的结论，进而通过大量实验发现当两种不同金属插入导电的潮湿的物体时，就会出现个带正电个带负电的现象。他提出了着名的伏打序列锌锡铣银金等。按此顺序任选两种金属，将其插入导电液中，排在前面的金属带正电，则后面的带负电。伏打用铜和锡两种金属片，中间夹层浸透食盐水的纸，再将两金属片连接起来，便产生了电流，他把这个装置叫做伽伐尼电池。当把多个伽伐尼电池重叠地连接起来，就会得到强得多的持续电流。这就是着名的伏打电堆。

　　伏打电池电推的发明，为人们提供了产生恒定电流的电源，促进电化学的发展。启发人们研制出种类繁多的化学屯源，使电学研究从研究静电土向研究动屯，从而开辟1新的研究须域。

　　干电池干电池是种最常的化学电池。其中最常的要数碳锌电池了。碳锌是用锌做成圆筒作为电池负极，内有糊状电解质，主要成份是氯化氨和淀粉。把碳棒周包以掺有氧化猛外壳封闭，使糊状物不致干涸。干电池的电极反应是负极锌原子放出电子，成为离子2，正极处氨离子得到电子成为氨气和氢。氧化猛起去极化作用，去除析出的氢。除碳锌干电池外，还有以锰和碳为电极的锰电池，以水银化合物和水银合金为电极的水银电池等。干电池的型号比较多，并可制成叠层电池。碳锌干电池的电动势约1.5伏，而叠层电池的电动势可达几十伏，甚至上百伏。

　　干电池应用非常广泛，可用作半导体收音机手电筒刮胡刀随身听计算器电动玩具铁路=号等的电源。

　　蓄电池蓄电池的设想是由李特尔于1803年首先提出的，但是可供实用的蓄电池直到1859年才制造出来，现在己制造出了各种用途广泛的蓄电池。

　　1银蓄电池铅蓄电池是首先制造出的实用蓄电池。其原理如下把45两块铅板插入硫酸溶液中，铅与硫酸作用的结果，使，3两块铅板上形成硫酸铅，溶液中也被硫酸铅饱和，这时还没有电向明军内能光能原子能等势。给蓄电池充电时，在两极上发生的化学反应如下可以看出，充电后，1板上的，10成为正极，万板上成为负极。放电时，两极发卞的反应如下放电时发生反应恰为充电时的逆过程。充电时，最高电动势为2 2.放电时，电动势逐渐降低，低到1.8，时，必须充电，否则会损坏极板。

　　实际应用的铅蓄电池，当然复杂得多，般都要设法增加极板的面积。现代的方法是用互相平行的铅棱片组成正极，而负极则用铅做成网，网眼里填充氧化铅糊料。充电时氧化铅变成铅。这样的电极使电池容量大为增加，并且现在己使铅蓄电池做到了全密闭，无检修，无泄漏。14外还常用串联方式饥成6，或12铅蓄电池广泛用于汽车，所以又称做汽车电池。可反复充放电达500多次。此外它还广泛用于火笨潜艇实验室等。

　　镡塥蓄电池这种蓄电池是用氢氧化垛为正极，负极为镉，电解液是氢氧化钾液，它是种碱性电池。

　　充放电的化学反应方程是其电设镉蓄电池的优点妃体积小，容量较大，且抗震，寿命长，可反复充放电上千次。它还用于移动的电子仪仪器和通信等设备。

　　银锌蓄电池该类电池也是种碱性电池，它的正极是氧化银做成，负极为锌，电解液是氢氧化钾溶液，允放电的化学反应方程是该电池的特点是体积小，容量大，抗震，单位重量的蓄能量是前面两种蓄电池的45倍，还可进行大电流放电。因此，常用于宇宙航行，人造卫星等的电源和蓄积太阳能电池转化4其它类型蓄电池类型很多。现在发展较快的锂基蓄电池是其典型代。由于其单位重量蓄能量是作常高的，又可进行大电流放电，因而体积可做得较小，但能保证较大电能输出。因此移动通信常选它做电源，充次电后，可使手机待机百小时以上。另外氢镍电池也是种前景很好的溶电池。

　　碱性电池碱性电池的电解液为碱性溶液。前面介绍了几种碱性蓄电池，这里说下碱性原电池。

　　常的碱性电池是碱猛电池，其负极是锌粉袋中的锌粉，正极是紧压了层氧化锰的铜壳，电解液是氢氧化钾。它的特点是容量大，内阻小，命。由于它的铜不参。反应，从而不致像千电池使用过久会泄漏。它是个人音嘛照相机照相闪光灯以及手提高传真音响的首选电源。

　　微型电池随着电子技术的迅猛发展，微型电源迅速兴起并发展。钮扣型的银锌电池就是其代，使用非常广泛，其原理与干电池原理相近。微型电池中还有水银电池，锂电池等类型，其中以锂电池蓄能本领最大。这些微型电池被广泛用于电子手助听器袖珍计算器和照相机等器件。

　　化学电池除上面介绍的外，还有原理最简单的丹聂耳电池，用作电动势标准量具的标准电池等。并且人们还在不断地开发新品种。

　　太阳能电池人阳能屯池足把太阳能转化成电能的装置。般的太阳能电池是用半导体材料制成片上掺进薄层硼，从而得到州结。当日光照射到薄层上时，结两侧就形成电势差。因而从某种意义上讲，个太阳能电池就是个光电极管。单晶桂太阳能电池因其充电转化率高，制造工艺成熟，可靠性好而首先被用于卫星等航天器。除单晶硅太阳能电池，还有其它类型的太阳能电池。其它类型太阳能电池又可分为薄膜太阳能电池和非薄膜太阳能电池。

　　薄膜太阳能电池中，目前最有希望的是非晶娃人1能电池。它对人阳光具有强烈的吸收能力，且只需1厚的非晶桂薄膜就足够了，这只相当于单晶硅太阳能电池所需硅片厚度的3.非薄膜太阳能电池中，较有前途的是砷化镓太阳能电池，它的光电能转化率较高，而且能在较高温度下工作。

　　太阳能电池的能源是永久性清洁性能源，最符合环保要求。并且太阳能电池非常灵活，可大中小并举，大到建立太阳能电站，小至家户使用的太阳能电池组。既可在自然资源丰富的地区使用，也可在自然资源缺乏的地区使用。这是很多电源无法比拟的。

　　太阳能电池优点突出，那么为什么目前没在地面广泛使甩而给人们提供的电能与常规能源得到的电能相比微乎其微，主要原因有两个。是目前制成的太阳能电池普遍光电转化率低，般只薄1分之十几。而转化率处于中等的火力发电可达3脱以上。是太阳能电池成本偏高。目前日本每瓦太阳能电池电能的造价是原子能发电或其它方式发电的几十倍。因此，目前太阳能电池主要用于空间技术，小型用电器手计算器等等领域。科学家正在不断努力寻找新材料，运用新工艺解决这问体村料，它具有自我修夂功能，使得它比以前年。近日北京太阳能所研制出用激光刻槽单晶硅高效太能电池，效率比常规太能电池3脱。目前世界上只有少数几个国家能制造这成了座无线通信卡电话亭和庳太1能庭院灯。赠给北京奥申委。

　　温差电池是利用温差电现象，使热能直接转化为电能的装置。1821年德国物7家赛贝克发现种现象当两种不同的导体或导电类型+的半导体1交替连接起来，则当两接头的温度不同时。则两接头间有屯动势产生，这种现象称为赛贝克效应。在金属中，这种效应较小，常用于测量温度。对于半导体，效应较大，可用来发电。单个温差电池电动势较小，若作为电源，般将多个温差电池组成温差电堆，作为小功率电源。

　　将原子核放肘能直接转变为电能的装置。

　　常用的种其结构和太阳能电池相似，利用射到半导体上的带电粒子能量，使内部部分束缚电子受激发而导电，从而获得电能。有的原子电池是利1；电粒子在两极间的定向运动来产生外电路电流。此外，尚有利用光电效应次级电子效应温差电现象等原理制成的原子电池。

　　电池与环境保护电池给人们带来很多方便，但使用后的废电池，特别是化学电池，若处理不当，则会带来严重后果。

　　1.，电池对人和环境的影响不同种类的化学电池都被鉴定出不同程度的有毒物质。主要有水银镉铅镇锰等物质以及酸水银污染很多化学电池都水银。代中碱性电池含水银为晚至贷，中性电池约为，2.我国电池年产量占世界的分之，每年用于生产电池耗水银达几十吨之多。旦屯池中的水银进入地下水。则，通过农作物或饮用水进入人体，损伤人的1脏。01危险可产生甲基水银的积累，并通过食物链不断富种太阳能电池。太阳能所运用该太阳能电池制俱，使得受水银污染的水中，鱼体内甲基水银多，甲基水银便进入人的体内。由于甲基水银容易被人体吸收，不易降解和排观，容易6大脑积累，从使人的神经系统受到严重破坏，重者发疯致死。着名的1本水仗病就是甲基水银所致。小小粒钮扣屯池中的水银若泄漏到7尺中，就可污染约60万千克水，相当于个人生的饮水量。

　　镉污染镉对梢物生长发育有害。也是人体打害元尜。它可在生物体内富集。镉的化合物可通过食物7尺空气经消化道和呼吸道进人体，形成镉硫蛋白。经血液到达全身。影响肾肝器官中酶系统的正常功能，使骨骼疏松萎缩变形。有资料报道，镉有致癌致畸作用。曰本曾发生过的疼痛病就是镉污染造成的。

　　死者中，有的死者身高比健康时身高矮了十多厘米。

　　铅污染铅化合物可通过呼吸道消化道和皮肤进入人体。铅主要损害竹髓造血系统和神经系统。

　　电池中有那么多有害物质，而我国每年消费约70亿只电池，回收的废电池微乎其微，其余被简单填埋或随手扔掉。要知道，按巴塞尔公约中关于危险废物的控制规定，铅蓄电池含水银电镉镍电池等都属于危险废物，因而这些废电池对环境造成的危害和潜在的危害是非常大的。但是长期以来，废电池的危害并没有引起人们的广泛关注，其原因主要是人们对其危害+够解，再加之它+像大气染工业废水污染等污染那样显而易，具有极大的隐蔽性。

　　2废电池的环境管理和再利用随着全世界的电池产量以每年约2脱的速度增长，仅我国年产就达150亿只，单北京市每年就有6 000吨废电池。废电池的环境管理和奸发皮电池处理技术己引起了各国的重视。

　　肚界上付废电池管理得比较好的国家中。

　　德1货和美国比较突出。德国目前已做到度电池产商和经销商必须回收全部废电池，生产商对可再生利用的废电池必须再生利用，生产商应大力改进工艺和配方。研制出危；小的新产品。美是废电池环境荇理方面立法最多最细而且建立了多家废电池处理厂，同时坚持不懈地向公众进行宣传教育，让公众自觉地支持和配合度电池的回收工作。

　　我国在废电池环境管理和处理技术方面可以说才刚刚起步。口前尚尤明确规定，但也做了不少努力。北有1垃圾收中心从1999年5月开始在北京的每家麦当劳餐厅的入口处都设置了个淡黄色的废电池回收箱和幅醒目的宣传海报，加上在东城区的68家奥士敦连锁店，西城区的40家好邻居连锁店等处，共设了300多个废电池回收点。但该中心年也仅回收了全年6000多吨废电池中的十多吨。上海也开展了小范围的废电池回收工作。另有各地的学校商店等作了些宣传和，收工作。处理技术方面也在进行科学研允和实验，但技术还很落后。

　　废电池其实并不废，其中含有大量地球不可再生的有色金属，水银可提取再利用，镇可用于炼钢或再生产电池，镉可再利用生产电池。因此若将废电池回收，再生利用，就可变废为节。而且可以保护环境。而我国目前除汽车用铅蓄电池被回收利用外，其余都被扔了之，主要是缺乏先进成熟的处即。技术。

　　废电池的环境管理和开发废电池处理技水己严峻地摆到了我们面前。我认为应快做好下面些工作是加大宣传力度，强人们对废电池危害的了解；要对生产回收和再生利用进行立法管理；要加大开发对环境影响小的电池新品种；是大力开发废电池的资源化无害化处，技术必要，引进国外先进成熟技术。如果我国不尽快解决废电池，那么它带来的危1将是严重的。

　　收稿日期2001