紐扣電池是誰(shuí)發(fā)明的

【專家解說(shuō)】：??電池是指能將化學(xué)能、內(nèi)能、光能、原子能等形式的能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置.最早的電池我們可以追溯到兩百年以前意大利物理學(xué)家伏特發(fā)明的伏打電池，它使人們第一次獲得了比較穩(wěn)定而持續(xù)的電流,具有劃時(shí)代的意義.在伏打電池原理和研發(fā)精神的指引下，人們通過(guò)不斷努力，開發(fā)了一代又一代的新型電池，從人們普遍使用的干電池到新型的太陽(yáng)能電池、鋰聚合物電池和燃料電池等等，不僅在電池容量、體積、使用方便程度等方面有很大突破，更重要的是在這些新型電池的研發(fā)過(guò)程中，滲透著人們強(qiáng)烈的綠色環(huán)保意識(shí)，電池的開發(fā)、發(fā)展正以綠色環(huán)保作為重要的指導(dǎo)精神.依材質(zhì)區(qū)分: ??碳鋅電池 ??亦稱為鋅錳電池，是目前最普遍之干電池，它有價(jià)格低廉和使用安全可靠的特點(diǎn)，基于環(huán)保因素的考量，由于仍含有鎘之成份，因此必須回收，以免對(duì)地球環(huán)境造成破壞. ??堿性電池 ??亦稱為堿性干電池，適用于需放電量大及長(zhǎng)時(shí)間使用.電池內(nèi)阻較低，因此產(chǎn)生之電流較一般錳電池為大，而環(huán)保型含汞量只有0.025%，無(wú)須回收. ??水銀電池 ??水銀電池，因?yàn)槲廴竞碗娙萘恐尸F(xiàn)已逐漸被鋰-錳配方取代 ??鋰電池 鋰電池 鎳鎘充電電池 ??鎳鎘充電電池 ??已為大眾早期廣泛使用，可重覆約500次之充放電，但約10次充放電后即會(huì)產(chǎn)生記憶效應(yīng);另一個(gè)缺點(diǎn)是，在充放電時(shí)，陰極會(huì)長(zhǎng)出鎘的針狀結(jié)晶，有時(shí)會(huì)穿透分隔物而引起內(nèi)部枝狀晶體式的短路.由于含有鎘之成份，因此必須回收. ??鎳氫充電電池 ??它是使用氧化鎳作為陽(yáng)極，以及吸收了氫的金屬合金作為陰極，一般可進(jìn)行500次以上的充放電循環(huán).由于不含汞及鎘之原料，不必回收. ??鋰充電電池 ??鉛酸電池 ??太陽(yáng)能電池 ??在化學(xué)電池中，根據(jù)能否用充電方式恢復(fù)電池存儲(chǔ)電能的特性，可以分為一次電池(也稱原電池)和二次電池(又名蓄電池，俗稱可充電電池，可以多次重復(fù)使用)兩大類. ??一次電池又可分為普通鋅錳(中性鋅錳)、堿性鋅錳、鋅汞、鋅空、鎂錳和鋅銀六個(gè)系列;二次電池主要有鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、堿錳充電電池和鉛蓄電池等類型. ??在數(shù)碼設(shè)備中，常用的電池類型是干電池(包括堿性電池)、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池等. ??干電池:這是使用最普遍的電池類型之一，很多人用過(guò)干電池，但了解其構(gòu)造的人卻不多.一般我們常用的干電池又稱為鋅錳電池.可分為碳鋅電池和氯化鋅電池，其優(yōu)點(diǎn)是能量密度較高，電流密度適當(dāng)，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)等.但很可惜的是由于能量密度不足，一般這種電池只用于耗電量較小的電子產(chǎn)品，如:鬧鐘，計(jì)算器等.如果你打算用他來(lái)驅(qū)動(dòng)你的數(shù)碼相機(jī)恐怕你會(huì)大失所望. ??圓筒型鋅錳電池因隔離物的區(qū)別可分為糊式鋅錳電池和紙板鋅錳電池.其中紙板鋅錳電池因配方組成的差異引起電性能的不同，又分為C型紙板電池(碳鋅電池)，也稱為高容量電池;P型紙板電池(氯化鋅電池)，又稱為高功率電池.一般超市或零售市場(chǎng)上的干電池皆為此類電池，其標(biāo)示為Super Heavy Duty.“C”型的電力容量較“P”型電池低約20%， 一般隨貨贈(zèng)送的電池多為此類電池，干電池的包裝分為紙殼(“C”型常用), PVC, 鐵殼及鉛皮等四類包裝, 同時(shí)依含汞量(基本標(biāo)準(zhǔn)為15ppm)來(lái)區(qū)分還有環(huán)保和非環(huán)保之不同. ??堿性鋅-錳電池:是干電池中的一個(gè)重要角色.這一類的電池就是我們常稱的“堿性電池”，由于電容量大，電流強(qiáng)使用上又持久，市場(chǎng)上對(duì)此類電池的需求越來(lái)越高.然而，部分廠商的堿性電池為非環(huán)保的含汞電池 ，原因是此類電池如在成份中加入氧化銀可提升其電容量約30%以上，但同時(shí)零售價(jià)格也相對(duì)提高.迄今為止，堿性電池是最成功的高容量電池，也是目前最具性能價(jià)格比的電池之一，它改變了傳統(tǒng)電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電化學(xué)系統(tǒng)，同過(guò)采用極純凈極活躍的正負(fù)極材料，它的放電容量達(dá)到了普通干電池的5-7倍，存儲(chǔ)壽命也超過(guò)了普通電池的兩倍.另一方面，堿性電池也因?yàn)樗昝赖姆烹娗€而倍受青睞，特別適用于需要持續(xù)大電流放電的場(chǎng)合，如相機(jī)，電動(dòng)玩具，BP機(jī)，WALKMAN，電動(dòng)剔須刀等. ??鎳錳電池:這是2002年三月發(fā)表的最新電池品種 - 堿性鎳-錳大電流電池.由于數(shù)碼相機(jī)的耗電量大，一般的堿性電池在電力完全用完前，電流就無(wú)法推動(dòng)，形成浪費(fèi).新一代的鎳錳電池在電池的正極材料中采用了往常僅加在鎳氫電池當(dāng)中的“氫氧化鎳 NiOH”，成功開發(fā)出了電量不易隨使用時(shí)間而下降的新型電池.這種電池不僅具有較大的電流，同時(shí)耐力也比一般堿性電池增強(qiáng)1.5~5倍. ??鎳鎘電池:鎳鎘電池是最早應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦等設(shè)備的電池種類，它具有良好的大電流放電特性、耐過(guò)充放電能力強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單.鎳鎘電池最致命的缺點(diǎn)是，在充放電過(guò)程中如果處理不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”，使得服務(wù)壽命大大縮短.所謂“記憶效應(yīng)”就是電池在充電前，電池的電量沒(méi)有被完全放盡，久而久之將會(huì)引起電池容量的降低，在電池充放電的過(guò)程中(放電較為明顯)，會(huì)在電池極板上產(chǎn)生些許的小氣泡，日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量.當(dāng)然，我們可以通過(guò)掌握合理的充放電方法來(lái)減輕“記憶效應(yīng)”.此外，鎘是有毒的，因而鎳鎘電池不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù).眾多的缺點(diǎn)使得鎳鎘電池已基本被淘汰出數(shù)碼設(shè)備電池的應(yīng)用范圍. ??鎳鎘電池的包裝分為零售用的正極凸頭和組裝用的正極平頭包裝兩種，在容量上沒(méi)有差異.在充電回路也和下面所介紹的鎳氫電池類似，采用1.6倍電壓充電.通常鎳鎘電池的充電次數(shù)為300~800次, 在充放電達(dá)500次后電容量會(huì)下降至約80%.鎳鎘電池的記憶效應(yīng)比鎳氫電池來(lái)的嚴(yán)重. 所以必須在完全沒(méi)電時(shí)才可進(jìn)行充電, 以確保使用壽命. ??鎳氫電池:鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產(chǎn)品，不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題.它是使用氧化鎳作為陽(yáng)極，以及吸收了氫的金屬合金作為陰極，由于此合金可吸收高達(dá)本身體積100倍的氫，儲(chǔ)存能力極強(qiáng).鎳氫電池的能量密度比鎳鎘電池大，其容量約為鎳鎘電池的數(shù)倍;另外，它具有同鎳鎘電池的1.2伏電壓，及自身放電特性，可在一小時(shí)內(nèi)再充電，內(nèi)阻較低，一般可進(jìn)行500次以上的充放電循環(huán).鎳氫電池具有較大的能量密度比，這意味著可以在不為數(shù)碼設(shè)備增加額外重量的情況下，使用鎳氫電池能有效地延長(zhǎng)設(shè)備的工作時(shí)間.同時(shí)鎳氫電池在電學(xué)特性方面與鎳鎘電池亦基本相似，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)完全可以替代鎳鎘電池，而不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行任何改造.鎳氫電池另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是:大大減小了鎳鎘電池中存在的“記憶效應(yīng)”，這使鎳氫電池可以更方便地使用. ??鋰-錳電池:在介紹鋰電池前，我們先來(lái)了解一下鋰電池的種類.鋰電池是目前使用最多鋰鈕扣電池(最早我們稱為水銀電池，因?yàn)槲廴竞碗娙萘恐示€已逐漸被鋰-錳配方取代)基本電壓為3.0V， 最高電容量可達(dá)1200mAH.此電池可設(shè)計(jì)成輕薄短小且容量高的狀況.加上放電曲線穩(wěn)定，因此許多高科技產(chǎn)品如主機(jī)板都使用它來(lái)當(dāng)記憶體的備用電池.此外，被設(shè)計(jì)成圓柱型的鋰電池則具有高容量, 低內(nèi)阻, 可以瞬間放出大電流, 是照相機(jī)電池市場(chǎng)的極佳選擇.不過(guò)，因?yàn)樗脑辖饘黉嚲哂邢喈?dāng)高的化學(xué)活性, 因此不宜使用過(guò)多于同一電池中，以避免有產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn). ??鋰-亞硫酸氯:此系列電池是目前鋰電池中放電壓最高的一種電池，可達(dá)3.6V!其在常溫中以等電流密度放電時(shí)， 放電曲線極為平坦.在 攝氏 -40度的情況下這類電池的電容量還可以維持在常溫容量的50%左右，因此其具有極為優(yōu)良的低溫操作性能.再加上其年自放電率約為2%左右, 所以貯存壽命可長(zhǎng)達(dá)10年以上，目前和鋰-錳電池分占依次鋰電池的兩大市場(chǎng). ??鋰離子電池和其它金屬鋰電子一樣具有輸出高電壓的能力， 3.0~4.0V，且比金屬鋰更安全， 因?yàn)樗遣射囯x子狀態(tài)，Li-Ion電池沒(méi)有可流動(dòng)的液態(tài)電解質(zhì)而改以聚合物電解質(zhì)導(dǎo)電. 其后，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室提出了新的鋰電池設(shè)計(jì)理念，“塑料鋰離子電池”.和Li-Ion 不同的是隔膜材料和電解質(zhì)的狀態(tài)，在三種基層材料(正 負(fù)極和隔膜)的最佳粘結(jié)劑為聚四氟乙烯(PTFE) , 采用50%PTFE乳劑, 經(jīng)過(guò)處理和定尺寸一次碾壓，構(gòu)成Li-Ion電池本體. ??鋰離子電池具有重量輕、容量大、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了普遍應(yīng)用--現(xiàn)在的許多數(shù)碼設(shè)備都采用了鋰離子電池作電源，盡管其價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)比較昂貴.鋰離子電池與鎳氫電池相比，重量較鎳氫輕30~40%，能量比卻高出60%.正因?yàn)槿绱? 鋰離子電池生產(chǎn)和銷售量正逐漸超過(guò)鎳氫電池.鋰離子電池的能量密度很高，它的容量是同重量的鎳氫電池的1.5~2倍，充放電次數(shù)可達(dá)500次以上，而且具有很低的自放電率.此外，鋰離子電池幾乎沒(méi)有“記憶效應(yīng)”以及不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)也是它廣泛應(yīng)用的重要原因. ??堿錳充電電池:是在堿性鋅錳電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，由于應(yīng)用了無(wú)汞化的鋅粉及新型添加劑，故又稱為無(wú)汞堿錳電池.這種電池在不改變?cè)瓑A性電池放電特性的同時(shí)，又能充電使用幾十次到幾百次，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠. ??鋰聚合物電池(又稱高分子鋰電池):具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化，以及高安全性和低成本等多種明顯優(yōu)勢(shì)，是一種新型電池.在形狀上，鋰聚合物電池具有超薄化特征，可以配合各種產(chǎn)品的需要，制作成任何形狀與容量的電池.該類電池可以達(dá)到的最小厚度為0.5mm，想象一下今后的電池可以薄得像信用卡一樣，是不是覺(jué)得很不可思議? ??鉛蓄電池:常用的充電電池除了上述介紹的鋰電池之外，鉛酸電池也是非常重要的一個(gè)電池系統(tǒng).但其體積和重量一直無(wú)法獲得有效的改善，因此目前最常見(jiàn)還是使用在汽車、摩托車發(fā)動(dòng)之上.鉛酸電池最大的改良，則是新近采用高效率氧氣重組技術(shù)完成水份再生，藉此達(dá)到完全密封不需加水的目的，而制成的“免加水電池”其壽命可長(zhǎng)達(dá)4年(單一極板電壓 2V). ??燃料電池:是一種將氫和氧的化學(xué)能通過(guò)電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置.具體地說(shuō)，燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的“發(fā)電機(jī)”.電池工作時(shí)需要連續(xù)地供給活物質(zhì)(起反應(yīng)的物質(zhì))--燃料和氧化劑，這又和其它普通化學(xué)電池不大一樣.燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高、工作時(shí)無(wú)噪聲、無(wú)塵埃、無(wú)輻射，是一種清潔的能源.這種小型設(shè)備可以為手機(jī)、筆記本電腦、PDA 和其他一些便攜設(shè)備提供能量，和目前所使用的鋰離子電池相比，重量只相當(dāng)于原有鋰離子電池一半的燃料電池就可以提供約4倍的電池能量.不過(guò)這樣的設(shè)備目前還處于試驗(yàn)當(dāng)中. 燃料電池