爱迪生一切为了电池!(爱迪生电池)

19世纪,电灯、电话、电报、电唱机等相继被发明出来。这些电器的问世,给人们的生活带来了便利和欢乐。

然而,这些电器都是要用电的。没有了电,它们就毫无利用价值,成了一堆废物。

电的来源有两个途径:一是由发电机发电,二是由蓄电池供电。蓄电池比发电机便于携带,有了它,哪怕是深山或是再偏僻的地方,也可以有电灯照明。于是,各路“英雄”为了发明更好的电池前赴后继……
“短命蓄电池”

1836年,英国科学家丹尼尔对“伏打电堆”进行了改良。他制造出了一种用锌和铜做电极的电池,但是如果使用时间较长的话,电池的电压就会慢慢下降。这种不稳定的电池是不能满足生活需要的。


1860年,法国科学家勃兰特发明了用铅做电极的电池,这个电池可不一般,如果给它通上电流,它就能够自动充电,并可重复使用,当时的人们欣喜极了。

勃兰特发明的蓄电池,是由铅和硫酸制成的。它的工作原理是,让铅和硫酸两个“冤家”碰在一起,让它们“打架”(发生化学反应)。在这个过程中,就产生了电流。由于硫酸的腐蚀性非常强,更有“战斗力”,因此,铅难以招架,不久就被打得“遍体鳞伤”,最后“举手投降”,这样一场“恶斗”很快就结束了,电流也就不能产生了。这种蓄电池使用时间短,因此,人们管它叫“短命蓄电池”。
“毛病出在内脏!”

就在这时,爱迪生这位已经发明了电灯的科学家,意识到解决蓄电池“短命”问题的重要性:如果不延长蓄电池的供电时间,将会影响许多电器的利用。因此,在20世纪即将来临的时候,发明一种“长寿”的蓄电池,比发明其他电器更有意义。于是,爱迪生把研制新型蓄电池的工作排上了日程。

一旦确定了目标,爱迪生便把全部的精力投入到工作中去。在他的头脑里,其他事情,包括衣食住行似乎都淡化了,只清晰地留下研究工作。

一天,爱迪生在家里吃饭时,举着刀叉的手突然停在空中,面部表情呆板。他的夫人看惯了他的这类表情,知道他正考虑蓄电池的问题,便关切地问:“蓄电池‘短命’的原因在哪里?”

“毛病出在內脏。要治好它的根,看来要给它开个刀,换器官。”

“不是大家都认为,只能用铅和硫酸吗?”夫人脱口而出。她想了想,对爱迪生说这种话毫无意义。他不是在许多“不可能”之中创造了奇迹吗?于是,夫人连忙纠正道:“世上没有不可能的事,对吗?”
爱迪生被这番话逗乐了。“是啊,世界上没有什么不可能的事。”

4万多次实验

经过反反复复的试验、比较、分析,爱迪生确认病根出在硫酸上。因此,治好病根的方案与原来设想的一样:用一种碱性溶液代替酸性溶液——硫酸,然后找一种金属代替铅。当然这种金属应该会与选用的碱性溶液发生化学反应,并能产生电流。

问题看起来很简单,只要选定一种碱性溶液,再找一种合适的金属就行了。然而,做起来却是非常困难。

爱迪生和他的助手们夜以继日地做实验。一个春天过去了,又一个春天过去了,苦战了3年,爱迪生试用了几千种材料,做了4万多次的实验,可依然没有什么收获。这时,一些冷言冷语也向他袭来,可爱迪生并不理会。他对自己的研究充满信心。

有一次,一位不怀好意的记者向他问道:“请问尊敬的发明家,您花了3年时间,做了4万多次实验,有些什么收获?”

爱迪生笑了笑说:“收获嘛,比较大,我们已经知道有好几千种材料不能用来做蓄电池。”

爱迪生的回答,博得在场的人一片喝彩声。那位记者也被爱迪生坚忍不拔的精神感动,红着脸为他鼓掌。

“唱机可以用耳朵听,电灯可以用眼睛看,可是电池的研究,不能用耳朵,也不能用眼睛,只能用头脑,难就难在这里。”

第一次失败

正是凭着这种精神,爱迪生将他的试验继续下去。

终于,在1902年时,爱迪生进行了一次使用自己发明的电池作为车辆动力的试验,行程为8000千米,每充一次电可以运行160千米。爱迪生对这次试验做了惊险的描述,他说:“每次到一个急转弯时,我都以为要翻车。”

试验结束后,爱迪生满怀信心地宣布:电车将有远大的前途,他要制造“一种性能良好的车”,这种车的时速应达到40千米,并且不用担心更快的汽油车与之竞争。

1903年,爱迪生又将蓄电池放在振动台上反复试验,还将蓄电池放在屋顶上,然后通过窗户将它扔到地下,看它是否会破裂;接着,他又将蓄电池装在汽车上,然后让汽车在新泽西州崎岖不平的山路上行驶。这样试验了几个月,他的新型电池终于完成了。

1904年,在一个阳光灿烂的日子,爱迪生终于用氢氧化钠(烧碱)溶液代替硫酸,用镍、铁代替铅,制成世界上第一台镍铁碱电池。它的供电时间相当长,在当时可以算是“老寿星”了。

紧接着,爱迪生开始在新泽西的银湖出售这种新型的电池。然而不久后,人们就发现这种电池存在的严重问题:有时在车辆行驶过程中,液体化学物质会从电池中流出来;许多电池还出现电力衰减的情况。

这些问题让爱迪生意识到,他的电池研究工作还没有结束。

“任何问题都有解决的方法,无法可想的事是没有的。要是你果真弄到无法可想的地步,那只能怪你自己是懒汉。”

“爱迪生蓄电池”
第一次失败之后,爱迪生下令关闭电池生产工厂,停止继续制造,而他自己又再一次投入到实验中去了。

这一次,爱迪生依然从头开始,反复试验,寻找电池的毛病根源。到1905年夏天,爱迪生的试验记录簿上的新数字已经是10296次了。

两年很快就过去了,成功似乎还遥遥无期。但爱迪生才不会放弃呢。他不能容忍自己出现悲观失望的思想,主张竭尽全力对一个问题的各个方面进行风驰电掣一般的突击,也主张胜利是靠全力以赴去赢得的。

经过不断改进,1909年,爱迪生终于制成了一种相当理想的镍铁碱电池。第二年,这种电池就投入了大规模的生产。

这一次,蓄电池的优良性能大大出乎人们的意料。这种用薄镍片制成的蓄电池充一次电可令汽车行驶160千米,而一般的铅蓄电池只能供汽车行驶80千米。而且,这种电池不会因为过量充电而损坏,使用寿命相当于铅蓄电池的数倍。因此,在一段时间里,电车风靡美国。

为了纪念爱迪生付出的辛勤劳动,人们管镍铁碱电池叫“爱迪生蓄电池”。

干电池、太阳能电池、锂电池……

你以为电池的发展到这儿就结束了?才不是呢!

虽然爱迪生蓄电池在当时取得了成功,但由于电池中都灌满了烧碱等液体,搬运的时候非常危险,人们在使用的时候也总是小心翼翼的。但没多久,电池的危险问题就被英国人赫勒森解决了,他发明了最早的干电池。干电池改变了以往的电池充满危险液体的局面,它将液体变成了糊状物质,这样就不会轻易漏出了,携带也很方便。

我们现在常用的电池主要包括干电池、蓄电池和微型电池,此外,像温差电池、太阳能电池、锂电池等新式电池也逐渐进入了人们的生活,电池的故事还在继续。

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爱迪生一切为了电池!(爱迪生电池)

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