电池工作原理:一种通俗易懂的讲解( 二 )


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▲ 图1.4.1 1800年的伏打电池
很快人们使用了不同的金属片浸泡在酸液中制作了电池 。现在汽车上的铅酸电池是由铅和氧化铅浸泡在硫酸液中构成的 。
由于酸不是一个很方便使用的化学物质,酸很容易将外部容器进行腐蚀,酸液也容易泼洒 。在1899年人们开始使用碱性物质来替代电池中的酸液 。
五、碱性电池
当代大部分的电池都使用碱替代酸来组成电池 。今天有很多种类的电池 。下面让我们看一下碱性电池的结构 。化学中的物质往往有很多别名,比如酸碱反应中的碱性物质被称为 base, alkeline等 。这一点会把人逼疯了 。
碱性电池有很多规格具有不同的形状河池尺寸 。但内部具有相同的金属参与相同的化学反应 。下面展示一个典型碱性电池内部的结构 。

电池工作原理:一种通俗易懂的讲解

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▲ 图1.5.1 碱性电池结构
在电池中心有金属锌与一些碱性物质混合,比如氢氧化钾 。外围是氧化锰,氢氧化钾与金属锌反应,但其中带正电荷的离子移动出来,剩下多余的带负电荷的电子 。接下来化学物质又和氧化锰反应,增加很多离子,于是形成过量的带正电荷的离子 。锌与氧化锰被一层塑料隔离,所以电子不会流入正极并与离子结合 。电子聚集并相互排斥,最终汇聚在中间集电金属棒上 。这个反应在两边持续一直到形成了很强的电动势,化学反应才停止 。
常见到的AA碱性电池的电压为1.5V 。当电池接入电路回路中,电子从负极触发沿着导线流向电池的正极,化学反应又重新开始了,维持内部电动势为1.5V 。
电池工作原理:一种通俗易懂的讲解

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▲ 图1.5.2 电路中的电池
经过化学物质与金属反应,逐步化学物质变得越来越弱,最终失去了反应的能力 。锌中的离子消耗干净之后,电池就报废了 。
六、充电电池
碱性电池是一次性电池,不能够反复充电 。能够充电电池的工作原理也是类似的 。通过化学反应移动相应的离子和电子 。正极带有更多的离子,负极带有更多的电子 。当电流反向流动的时候,充电电池内部的化学反应就反向进行 。对应的离子回到了原来的金属里面,碱或者酸性物质逐步增强 。
不同的电池有着不同的结构、化学反映物质以及不同的金属 。但都包含酸或者碱,两种不同的金属或者金属化合物,使得一边带有多余的负电荷电子,一边带有多余的正电荷离子 。这就是电池工作原理 。
这里面的化学过程很简单,是吧 。
参考资料
闪电的驯服者:电学的历史: https://zhuoqing.blog.csdn.NET/article/details/128426612

【电池工作原理:一种通俗易懂的讲解】


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