真氣人！游戲正玩到關(guān)鍵的地方，手機(jī)居然又沒電了！忍無可忍的徐來來把手機(jī)狠狠往床上一扔，喊道：“什么破電池！廢物一個！”

“喂喂，你這么說我太過分了少年！”只見手機(jī)的屏幕突然亮了起來，同時就像恐怖片里那樣，響起一個幽幽的聲音，“我們電池可是一件偉大的發(fā)明。如果沒有我們的話，人類的生活可就很不妙了！”

“這不用你來告訴我，老師在科學(xué)課上已經(jīng)讓我們做過作業(yè)了。觀察一下生活中都有哪些東西是需要電池的。”徐來來根本不害怕，還從書包里翻出了作業(yè)本，“看，電子表、鬧鐘、遙控器、筆記本電腦……還有太陽能飛機(jī)、汽車上的太陽能電池。”

“嗯，回答得不錯，但你知道我們電池是怎么會有電的嗎？”

哇，這可把徐來來難住了。于是，手機(jī)上開始出現(xiàn)了一張張圖片和文字：“電池，其實(shí)就是一個小型的化學(xué)反應(yīng)器。通過電池里的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生高能電子，就可以為外部設(shè)備提供電力……”

“唉，你能讓我把游戲玩完了再講課嗎？我馬上就要通關(guān)了啊。”徐來來苦著臉，咬緊牙關(guān)，把這句話咽進(jìn)了肚子里。

謎一般的“巴格達(dá)電池”

1936年6月盛夏的一天，在伊拉克首都巴格達(dá)城近郊，工人們揮動鐵鍬，發(fā)掘出一座用巨大石板砌成的古代陵墓。考古學(xué)家們從這座陵墓中發(fā)現(xiàn)了大量古波斯時代的文物。但是，其中最令他們驚訝的不是金銀財(cái)寶，而是一些銅管、鐵棒和陶器。

“這些小型銅管、鐵棒和陶器為何同金銀器等貴重物品一起埋葬在這里？它們有什么用途？”當(dāng)時擔(dān)任伊拉克博物館館長的德國考古學(xué)家瓦利哈拉姆·卡維尼格對此百思不解。他立即組織力量，對這些銅管、鐵棒和陶器進(jìn)行研究和鑒定。很快，他們就發(fā)現(xiàn)了一件異常奇特的陶器，它高15厘米，形似花瓶，瓶里裝滿了瀝青。瀝青之中埋有一根直徑2.6厘米、高9厘米的銅管。銅管內(nèi)包著一根鐵棒。它比銅管高出1厘米，高出的部分上有一層灰色偏黃的物質(zhì)，好像是一層鉛。鐵棒下端則塞有3厘米高的瀝青，使鐵棒同銅管相隔離。

經(jīng)過化學(xué)鑒定，卡維尼格宣布了一個驚人的消息：“這個帶有銅管和鐵棒的陶器是一個古代化學(xué)電池！只要向陶瓶內(nèi)倒入一些酸或堿性水，便可以發(fā)出電來。”他把這個陶器命名為“巴格達(dá)電池”。

2000年前的人類就開始做電池？這太不可思議了！考古界紛紛質(zhì)疑卡維尼格的發(fā)現(xiàn)，還有人認(rèn)為他在造假。但在1970年，一些美國科學(xué)家做了一個“巴格達(dá)電池”的復(fù)制品，并把葡萄酒、銅礦石、硫磺和鹽酸等古代居民可以找到的物質(zhì)倒在里面混合，再把醋和檸檬汁注入銅管。結(jié)果，這個模型真的產(chǎn)生了電壓為1.5伏的電流！而且持續(xù)了18天。于是，這些科學(xué)家認(rèn)為，“巴格達(dá)電池”應(yīng)該是真實(shí)存在的。

可是，那時候又沒有家用電器，人們用這個電池來做什么呢？一位德國科學(xué)家做了實(shí)驗(yàn)，他將一個小雕像抹上一層金粉水，隨后接通“巴格達(dá)電池”。兩個多小時后，一座栩栩如生的涂金雕像便出現(xiàn)在他眼前。顯然，這是一種原始的鍍金設(shè)備。當(dāng)然也不排除一些古代醫(yī)生用這種微弱的電流來給人治病。

電池是如何工作的？

“好了，下面的科學(xué)課上老師都講過了。我們還做了小實(shí)驗(yàn)，用水果發(fā)電?！毙靵韥斫K于插上了話。“現(xiàn)在可以讓我接著打游戲了嗎？”

“不錯，少年。水果發(fā)電其實(shí)是模仿了伏打電池的原理?！?800年，意大利物理學(xué)家伏打在一枚銅片和一枚鋅片中間夾上浸有鹽水的布片，就做成了一個可以發(fā)電的小單元。他再將這些小單元堆疊起來，就得到了“伏打電堆”，也就是最原始的電池。

每一個小單元能夠產(chǎn)生0.76伏特的電壓。通過將這些小單元串聯(lián)，積少成多，就可以得到一股不小的電壓了。而鹽水是一種可以導(dǎo)電的液體，它能將可溶解的電離子傳輸出來。所以，只要用導(dǎo)線將電堆的兩端連接起來，就能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的電流?！翱墒?，你平時用的電池并不是這個樣子吧？它們身上的電又是從哪里來的呢？”

咦，對啊。徐來來想起自己上二年級的時候，有一次好奇，把一枚電池給“解剖”了。結(jié)果發(fā)現(xiàn)它的外面是一個厚厚的、硬邦邦的鐵皮殼子，里面裝著一堆黑色的、粘乎乎的“藥粉”。奇怪，這些東西是怎么會發(fā)出電來的呢？“嗯，那你接著講講吧?！?/p>

每個人都知道，電池有正負(fù)兩極，一頭是“+”，另一頭是“-”。往電器里安電池的時候，必須要先看好正負(fù)極的位置，不能弄顛倒了。但在電池的內(nèi)部，正負(fù)極卻是里外兩層。正極是膠態(tài)的鋅粉和氫氧化鉀電解液，分布在整個電池的外層；而負(fù)極是二氧化錳和石墨的混合物，充滿了電池的內(nèi)層。這兩層之間用一層多孔的纖維布隔開，以防止它們直接接觸，造成電池內(nèi)部的短路。

除此之外，在電池的中心有一根銅做的內(nèi)芯。當(dāng)電池里的兩層藥劑滲透了纖維布，開始發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，會產(chǎn)生大量的電子。這根銅芯便會將電子傳導(dǎo)出來，集中到電池的“-”極上。當(dāng)我們把電池安裝在設(shè)備上時，外面電路上的銅片就與電池里的銅芯形成了一個循環(huán)的電路。電子被銅芯傳導(dǎo)到“-”極，再流過電路，回到“+”極。這樣，電池就可以為電子表、鬧鐘、手電筒、收音機(jī)……等設(shè)備供電了。

隨著時間的推移，這兩層化學(xué)藥劑不斷發(fā)生反應(yīng)，漸漸被消耗掉。于是，電池的電量就用完了。但是，里面仍然含有氫氧化鉀的電解液。如果放置時間過長，這些電解液就可能會滲漏出來。所以對于用過的廢舊電池一定要集中處理，否則就會污染環(huán)境。

一次電池vs充電電池

“一次性電池太浪費(fèi)了！”徐來來想起了自己從小到大玩過的那些電動玩具，拆下來的舊電池都可以裝滿一個大罐子了。“還好現(xiàn)在有了充電電池……哦，我可以先給手機(jī)插上充電器嗎？”

“可不是只有手機(jī)上的電池才能充電哦！你還知道哪些能充電的電池呢？”這一問簡直讓徐來來崩潰了：這手機(jī)真的不是中了病毒嗎？

1859年，法國物理學(xué)家普蘭特發(fā)明了鉛蓄電池。它用填滿海綿狀鉛的鉛板作為負(fù)極，用填滿二氧化鉛的鉛板作正極，并用1.28%的稀硫酸代替鹽水來導(dǎo)電。電池在放電時，二氧化鉛會與稀硫酸中的水發(fā)生反應(yīng)，釋放出氧離子和氫離子，生成不穩(wěn)定的氫氧化鉛。而負(fù)極上的金屬鉛則會被氧化，生成硫酸鋁，并釋放出多余的電子。而當(dāng)這種電池被通電時，硫酸鉛和氫氧化鉛又會被還原成原來的鉛和二氧化鉛。所以這種電池是可以反復(fù)充電使用的。直到今天，汽車上使用的仍然是這種鉛蓄電池。

1989年，自學(xué)成才的美國發(fā)明家斯坦?！W申斯基發(fā)明了鎳氫電池。這種電池由稀土元素的混合物加上鈦，或用錳、鎳、鈷等金屬元素的混合物制成。在充電時，這些元素可以與作為電解液的氫氧化鉀中的氫離子發(fā)生反應(yīng)，形成金屬氫化物。然后再通過一系列化學(xué)反應(yīng)還原，同時釋放出電能。這種高能充電電池綠色環(huán)保，能量高，壽命長。給人類能源的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

神奇的飛躍：鋰離子電池

1980年，美國的一位物理學(xué)教授發(fā)明了一種新型的鋰電池。鋰是周期表中最輕的元素之一，因此它能夠以最小的體積提供最高的電壓。

在這種新電池中，鋰和過渡金屬（比如鈷、鎳、錳以及鐵）與氧的化合物作為負(fù)極。在外加電壓之后，充電開始，帶正電的鋰離子會從負(fù)極遷移到用石墨材料制成的正極，重新變?yōu)榻饘黉?。因?yàn)榻饘黉嚇O容易被氧化，它會遷移至負(fù)極并再次成為鋰離子，同時將身上帶著的電子轉(zhuǎn)移到其他金屬離子的身上。在這一循環(huán)中的電子移動提供了人們所需的強(qiáng)大電流。今天，我們在筆記本電腦、手機(jī)等大部分?jǐn)?shù)碼設(shè)備上使用的都是鋰電池了。

鋰電池的每一個小單元都能夠提供更高的能量。但由于鋰和其他金屬的反應(yīng)過度活躍，也會帶來不穩(wěn)定的后果。電池會更容易發(fā)熱，甚至出現(xiàn)自燃。20世紀(jì)90年代，索尼生產(chǎn)的一種氧化鋰鈷電池就頻頻發(fā)生著火事故。經(jīng)過不斷的改進(jìn)，人們用鋰、鐵以及磷酸鹽構(gòu)成新的鋰離子電池負(fù)極，解決了電池不穩(wěn)定的問題。這是電池技術(shù)的又一大飛躍。

現(xiàn)在，在特斯拉電動汽車上裝備的鋰電池容量已經(jīng)達(dá)到驚人的85千瓦時，已經(jīng)足夠滿足一個普通家庭的日常需要了。這樣的電池既能夠在汽車中使用，也能夠在家居生活中使用。而科學(xué)家們預(yù)測，未來的新型電池將能夠從家用太陽能和風(fēng)能裝置中獲取足夠的能量，并將其儲存起來，在合適的時間拿出來使用，可以為全家提供未來數(shù)天所需的電力。

“明白了吧，少年？人類的生活是離不開電池的，下次早點(diǎn)準(zhǔn)備好充電寶，可不要再把我們說成‘廢物了！”手機(jī)的屏幕終于慢慢地暗了下去。徐來來趕緊抓起它，一把插上電源——看來，以后人類的生活也離不開充電器了！