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电池给我们的生活带来了便利。
新材料、新工艺,
一直持续给电池行业的发展带来革命性的改变。
电池,本质上是将其他能量转变为电能的装置。以干电池为例,一节干电池中含有电解质溶液和金属电极,电极又分为正极和负极。当外部电路闭合时,便会有电流流过外部电路。有了电流,各种电器才能正常工作。
那么,电池又是怎么发明出来的呢?
这得追溯到2000多年以前。古代的波斯人发现利用铜管、铁棒和陶罐,并在陶罐中注入酸性或碱性溶液,便可以发出电来,古代的镀金雕像正是通过这种电解法镀上金的。这就是最古老的电池——巴格达电池,目前是伊拉克国家博物馆(位于巴格达市区)中的一件藏品。
200多年前,意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖时,发现用不同的金属器械同时碰在青蛙的大腿上时,青蛙腿部的肌肉会抽搐,他认为这种现象是青蛙躯体内部产生了“生物电”。
物理学家们对伽伐尼的发现有着极大兴趣。意大利物理学家伏特经过多次实验发现,把两种不同的金属片浸在各种溶液中时,只要有一种金属片与溶液发生了化学反应,金属片之间就能够产生电流。伏特经过多次试验,使用多组锌板和银板,中间垫上浸透盐水的绒布或纸片,制作出了“伏特电堆”,这就是早期的串联电池组。这项发明使人类首次获得了稳定而持续的电流,当时被应用于早期电学实验以及电报机的电力来源。
伏特发明的电池可以说是当代电池的起源,人们为了纪念他,用他的名字“伏”命名了电压单位。在伏特发明出伏特电堆后的近200年来,有无数的科学家对电池的材料和工艺进行了改进,发明出各式各样的电池。
虽然电池给我们的生活带来了便利,但是也有一些使用电池的烦恼存在。废旧电池容易造成土壤和地下水的污染,日积月累就会危害到人体健康,因此在电池报废以后,一定要将电池放到专门的电池回收箱中,防止电池混入普通垃圾造成环境污染。
此外,目前电池的容量普遍不够理想,比如手机电池充一次电一般只能坚持1天至2天,如果玩游戏的话只能坚持几小时。而电动汽车充一次电一般只能行驶200公里至400公里左右,不能满足长途出行的需要。做出更加清洁高效的电池,是许多科研人员努力的方向。
如今,新材料、新工艺一直持续给电池行业的发展带来革命性的改变。包括固态电池、钠离子电池、石墨烯电池等在内的新型电池技术层出不穷,市场前景广阔。小小的电池,给我们的生活带来了大大的改变。
(本文由国家知识产权局专利局初审流程部青年工作组编辑整理)
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当你需要申请专利时,可以直接去专利局申请,如果感到困难的话,也可以求助于专利代理机构。
(文章来源:《创意世界》2023年3月号;原标题:电池的诞生)
编校:苑宝平,审读:郭丽、管文明
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