高中化学《化学能与电能》文字素材2 新人教版必修2

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1、原电池的发明说起原电池的发明，有一段有趣的故事。1786年，著名的意大利医师、生物学家伽伐尼，偶然发现挂在窗前铁栅栏的铜钩上的青蛙腿肌肉，每当碰到铁栅栏就猛烈地收缩一次。这偶然的现象并没有被伽伐尼放过，经不懈的探索和思考，第一个提出了“动物电”的见解。他认为：青蛙神经和肌肉是两种不同的组织，带有相反电荷，所以两者存在着电位差，一旦用导电材料将两者接通，就有电流通过，铁栅栏和铜钩在此接通了电路，于是有电流产生，由于有动物电流的刺激，蛙腿肌肉发生收缩。“动物电”的发现引起了意大利物理学家伏打的极大兴趣，他在

2、多次重复伽伐尼的“动物电”实验时，发现实验成败的关键在于其中的两种金属——铁和铜，若把钩着蛙腿的铜钩换成铁钩，肌肉就不会收缩。他认为"动物电"的实质是金属属性不同造成的，不同金属带有不同的电量，它们之间必然存在电位差，若有导线在中间连接，就会产生电流，蛙腿的收缩正是这种原因产生的电流刺激的结果。伏打经过反复实验，深入钻研，1799年第一个人造电源——伏打电池(伏打曾叫它伽伐尼电池)问世。电池的历史电池的发现主要归于1800年左右,伏打alessandrovolta发现将锌片和银片藉由浸泡海水或盐水的棉纸

3、隔开竟能形成电流。称为伏打电堆。若将干净的锌片和银片分别含在嘴唇的上下端,由于唾液也有酸性（犹如电解液）也会产生输出电压,于是嘴唇会感觉到微弱电流的通过。事实上只要在两种不同金属间以电解液接通便会产生不同的电位差。johannritter则于1802年发现可以重复充电的电池制作。然而最初的电池都仍不理想,经过不断改进直到1860年左右,开始发展出现代电池的鼻祖。首先georgeleclanchefrance于1860年发展出碳锌电池。这种电池更容易制造,且最初潮湿水性的电解液逐渐用黏浊状类似糨糊的方式取

4、代,于是装在容器内时,『干』性的电池出现了,也就是『干电池』的始祖。碳锌电池仍旧是现代干电池中产量最多的电池。铅电池：1860年raymond发展出铅酸性电池,利用两个薄铅片以橡胶片隔开,然后浸于稀释的硫酸中。最初的电容量很小,后来改用氧化铅使得反应更迅速且更有效率。仍是汽车使用的最主要电池。也占世界上电池销售的60%。近年来更有密封的铅电池更方便使用。不仅经济（便宜）且能够适应于不同环境。铅电池的正极氧化铅pbo2反应成为硫酸铅pbso4在负极则是将铅也是反应形成硫酸铅pbso4电解液则是稀释的硫酸。

5、电源的发展史伏打发明的伏打电池开创了现代电池发展史。200多年来，在材料科学的进步、应用的需求、环保的限制等多重刺激下，电池业发生了天翻地覆般的变化。　　电源的发展沿革　　1780年，意大利的解剖学家和医学教授伽伐尼在解剖青蛙时偶然发现生物电现象，并于1791发表了“关于电对肌肉运动的作用”的论文。伏打受到伽伐尼青蛙实验的启发而发明了电池，即两种不同的金属中间以导电的物质隔开，再以导线连结，就会产生电流。1800年，他用铜、锡、食盐水为材料成功地制造了伏打电池。现在，凡是将两种不同金属放入同一种电解质溶

6、液所形成的电池均称为伏打电池。　　电源分为化学电源和物理电源。化学电源是指将物质化学反应所产生的能量直接转变为电能的一种装置，通常称为电池，其中包括原电池、蓄电池、储备电池和燃料电池。物理电源则包括太阳电池和温差发电器等。　　　铅酸蓄电池在化学电源中一直占有绝对优势，从1859年普兰特发明铅酸电池至今，已有近150年的历史。最初开口式铅酸蓄电池需经常加硫酸和加水维护，腐蚀周围设备，并污染环境。1996年阀控铅酸蓄电池基本取代传统的开口式电池。它是产量最大和应用最广的二次化学电源，在将来很长时间内仍具有不

7、可替代的作用。　　锌锰电池于1868年由勒克郎谢研制成功，以氯化铵为电解质溶液。锌锰电池在经过了锌锰湿电池、普通干电池和碱性锌锰电池三个阶段后，逐步向着无汞电池和可充碱性电池方向发展。　　镉镍电池最早是在1899年由瑞典科学家W.Jungner发明的，又称碱性镉镍电池或镍镉电池。镉镍电池循环寿命长，自放电较小，性能稳定，并可以大电流放电，但是存在记忆效应。镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品，记忆效应小。镍氢电池具有较大的能量密度，这意味着使用镍氢电池能有效地延长设备的工作时间。　　镍氢电池包括高压镍氢电

8、池和低压镍氢电池。美国的M.Klein和J.F.Stockel于20世纪70年代初，首先研制成功高压氢镍电池。高压氢镍电池充电后，氢气压力高，降低了电池的体积比能量和质量比能量。但气泄漏不仅减小电池的容量，而且会引起爆炸事故，安全隐患大。与镉镍电池和高压氢镍电池相比，金属氢化物镍电池能量密度高，可以快速充放电，耐过充放电性能好，无毒和无环境污染，无记忆效应。　　锂离子电池是在锂电池基础上发展起来的，日本索尼公司于20世纪80年代开始研究锂离