电的前途无可限量,如交通、照明、通讯等,可以说已经渗透到我们生活中的方方面面。电池就是我们生活中必不可少的一项发明,但是电池的耐用度却一直让人们非常头疼。一项市场调查结果表明,年轻人在生活中对充电宝占据着很大的需求量。
电池的容量是有限的,不同种类、体积的电池其容量各不相同,其中锂电池的容量较很多其他电池而言更高,其具有容量大、无记忆效应等优点,具有很低的自放电率,虽然价格相对较高,但仍得到了普遍应用。
Gilbert N. Lewis
Tips:锂金属电池最早于1912年由Gilbert N. Lewis提出并研究。
电子产品日渐普及,但却没有与之匹配的高性能电池,随着使用的时间越长,电池的损耗也就越大,像人们给手机充电时,总会发现电池越来越不耐用了。因此人们普遍会希望,如果有一种长生不老的电池就好了,事实上这种电池是存在的。
牛津电铃牛津电铃又称克拉伦登干电堆,正如其名,这个有趣的装置由牛津大学的物理学教授罗伯特·沃克于1840年采购,目前于英国牛津大学克拉伦登实验室门厅旁边的一条走廊上,并附有沃克亲笔写的 "1840年安装 "的字条。
Tips:该装置由伦敦一家仪器制造公司“沃特金斯和希尔”制造。
牛津电铃现在仍然在运作,除了偶尔因高湿度造成的短暂中断外,180多年以来一直不停地被敲响达100多亿次。这微弱的响声可能由于隔着玻璃罩无法被人类的听觉感知到,经过科学仪器的探测,撞击产生的振动频率为2赫兹。
牛津电铃最外面是一个密封的玻璃罩,玻璃罩中有两个铜铃,每个铜铃的上方各有一个干电池。这两个干电池以串联的方式连接,装置的中间悬挂一个直径4毫米的金属球。
当金属球碰到一边的铃铛时,它就会被干电池充电,受静电的作用再敲响另一侧的铃铛,整个过程如此反复。虽然利用静电意味着需要高电压来使小球产生运动,但每次只有极少量的电荷从一个铃铛被带到另一个铃铛,极小的能量消耗也是牛津电铃自建立以来能一直持续工作的原因。
牛津电铃的运作原理Tips:牛津电铃外层涂层是黄色硫磺,内部可能是带有银、锌和可其他材料层的电解液。
不过,就算科学家对牛津电铃的基本的组成情况已经了解得比较清楚了,也没有人确切地知道,这个被吉尼斯世界纪录称为 "世界上最耐用的电池 "的设备其干电池的内部构造究竟是怎样的。正如科布勒所说,打开这个装置有可能会破坏这个实验,使历史悠久的电铃停摆。
由于人们无法得知其真正原理,很多人都把它看作是永动机,而实际上它并不是。在金属球磨损之前,当干电池均匀地分配了电荷后,装置将停止运作。因此为了彻底揭开牛津电铃之谜,研究人员可能要等到电池最终失去电量,或装置因老化而自己损坏再将它拆开进行研究。
对于牛津电铃的干电池内部构造,目前已知它们被涂上了熔融硫作为绝缘层,防止大气中的水分对其进行损害,因此科学界并普遍认为它的可能是与赞博尼电堆相似的结构。
赞伯尼电堆由银箔、锌箔和纸片组成的电池,也可以使用一面镀金的银纸或涂有二氧化锰的银纸。几千个直径20毫米的圆片重叠起来压缩在一个末端带盖的玻璃管中,或堆在三个有木质端板的玻璃棒之间,通过浸入熔融硫进行绝缘。