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锌锰电池什么时候发明的(锌锰电池什么时候发明的呢)

admin2022-11-26科技生活137

历史上最早的中性锌/空气电池是什么时候发明的

1878年法国的L.梅谢在锌锰电池中用含铂的多孔性炭电极代替二氧化锰

锌空气电池

炭包,开发了锌空气干电池的技术。1917年法国人C.费里用活性炭代替铂,以吸收氧,达到了锌空气电池的实用化。1932年G.W.海泽与E.A.舒梅赫尔又发表了采用碱性电解液的锌空气电池。60年代由于对宇航用常温燃料电池的氧电极的研究得到了很大的成功,大功率锌空气电池的开发才达到了实际应用阶段。70年代中期又发展了微型纽扣式锌空气电池。锌空气电池由于利用大气中的氧作为正极活性物质,具有很高的社会和经济效益。

关于电池历史的问题

电池发展历史

1800年

Alessandro Volta 发明世界上第一个电池.

1802年

Dr. William Cruikshank 设计了第一个便于生产制造的电池.

1836年

John Daniell 为提供稳定的放电电流,对电池做了改进

1859年

Gaston Planté 发明可充电的铅酸电池.

1868年

George Leclanché 开发出使用电解液的电池

1881年

J. A. Thiebaut 取得干电池专利.

1888年

Dr. Gassner 开发出第一个干电池.

1890年

Thomas Edison 发明可充电的铁镍电池

1896年

在美国批量生产干电池

1896年

发明D型电池.

1899年

Waldmar Jungner 发明镍镉电池.

1910年

可充电的铁镍电池商业化生产

1911年

我国建厂生产干电池和铅酸蓄电池(上海交通部电池厂)

1914年

Thomas Edison 发明碱性电池.

1934年

Schlecht and Akermann 发明镍镉电池烧结极板.

1947年

Neumann 开发出密封镍镉电池.

1949年

Lew Urry (Energizer) 开发出小型碱性电池.

1954年

Gerald Pearson, Calvin Fuller and Daryl Chapin 开发出太阳能电池.

1956年

Energizer.制造第一个9伏电池

1956年

我国建设第一个镍镉电池工厂(风云器材厂(755厂))

1960前后

Union Carbide.商业化生产碱性电池,我国开始研究碱性电池(西安庆华厂等三 家合作研发)

1970前后

出现免维护铅酸电池.

1970前后

一次锂电池实用化.

1976年

Philips Research的科学家发明镍氢电池.

1980前后

开发出稳定的用于镍氢电池的合金.

1983年

我国开始研究镍氢电池(南开大学)

1987年

我国改进镍镉电池工艺,采用发泡镍,电池容量提升40%

1987前

我国商业化生产一次锂电池

1989年

我国镍氢电池研究列入国家计划

1990前

出现角型(口香糖型)电池,

1990前后

镍氢电池商业化生产.

1991年

Sony.可充电锂离子电池商业化生产

1992年

Karl Kordesch, Josef Gsellmann and Klaus Tomantschger 取得碱性充电电池 专利

1992年

Battery Technologies, Inc.生产碱性充电电池

1995年

我国镍氢电池商业化生产初具规模

1999年

可充电锂聚合物电池商业化生产

2000年

我国锂离子电池商业化生产

2000后

燃料电池,太阳能电池成为全世界瞩目的新能源发展问题的焦点

电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞生到1859年铅酸电池的发明,至1883年发明了氧化银电池,1888年实现了电池的商品化,1899年发明了镍-镉电池,1901年发明了镍-铁电池,进入20世纪后,电池理论和技术处于一度停滞时期。但在第二次世界大战之后,电池技术又进入快速发展时期。首先是为了适应重负荷用途的需要,发展了碱性锌锰电池,1951年实现了镍-镉电池的密封化。1958年Harris提出了采用有机电解液作为锂一次电池的电解质,20世纪70年代初期便实现了军用和民用。随后基于环保考虑,研究重点转向蓄电池。镍-镉电池在20世纪初实现商品化以后,在20世纪80年代得到迅速发展。

随着人们环保意识的日益增加,铅、镉等有毒金属的使用日益受到限制,因此需要寻找新的可代替传统铅酸电池和镍-镉电池的可充电电池。锂离子电池自然成为有力的候选者之一。

1990年前后发明了锂离子电池。1991年锂离子电池实现商品化。1995年发明了聚合物锂离子电池,(采用凝胶聚合物电解质为隔膜和电解质)1999年开始商 品化 。现代社会电池的使用范围已经由40年代的手电筒、收音机、汽车、和摩托车的启动电源发展到现在的40-50种用途。小到从电子表手表、CD唱机、移动电话、MP3、MP4、照相机、摄影机、各种遥控器、剔须刀、手枪钻、儿童玩具等。大到从医院、宾馆、超市、电话交换机等场合的应急电源,电动工具、拖船、拖车、铲车、轮椅车、高尔夫球运动车、电动自行车、电动汽车、风力发电站用电池、导弹、潜艇和鱼雷等军用电池。还有可以满足各种特殊要求的专用电池等。电池已经成为人类社会必不可少的便捷能源。

我国电池发展的历程

我国第一家电池厂于1911年诞生于上海。1921年第一家专业铅蓄电池厂-上海蓄电池厂也建于上海。1941年在延安中央军委三局所属电信材料厂开始生产锌锰干电池和修理铅酸蓄电池。1957年组建机电部电材局化学电源研究室,1958年成为我国第一个专业研究所,既原一机部化学电源研究所(原电子工业部天津电源研究所)。1960年我国第一家碱性蓄电池厂“风云器材厂”在河南新乡正式验收投产。20世纪90年代初,国家开始了“863”重点攻关,使Ni-MH电池的生产化得到了迅速发展。以后国家又开始了锂离子电池“863”重点攻关,希望能借此推动锂离子电池及其材料的国产化。

我国发展锂离子电池生产的必要性

对于我国目前的电池工业而言,存在的主要问题是环境污染和资源浪费严重。对于环境污染而言,由于我国电池工业的自动化、机械化程度不高,很多企业多为手工操作,导致生产过程中污染很大,对工人身体危害大。干电池行业曾被人戏称为“污染企业”,“黑工业”。这些污染物主要有MnO2粉、HgO、沥青烟、烟雾、石蜡烟气等。其中汞是最受关注的、有剧毒的重金属,极微量的汞对人体有很大毒性。目前发达国家已宣布自1994年起禁止有汞电池的生产和进口。目前我国多数厂家仍然生产有汞电池。铅酸电池行业的主要污染物有Pb、Pbo粉尘、酸雾及废酸等。铅也是毒性较大的重金属,慢性铅中毒主要表现在神经系统受损、肾功能障碍和贫血等。Cd-Ni电池所用原料多为粉状,也存在粉尘污染问题;而且Cd的毒性较大,可以积累在肾脏和骨骼中,引起肾功能失调。另外,骨骼中钙被镉取代,使骨骼软化,疼痛难忍。此外,碱雾、废酸也是重要的污染物。锌锰干电池经常会出现铜绿、冒浆现象,总有一些MH-Ni电池在使用中会出现喷碱或爆裂现象。铅酸蓄电池仍有较大比例为老式开口电池,使用中仍有冒气冒酸现象。

废旧电池的大量弃用浪费了大量的有用材料。例如对于干电池的银电池而言,我国基本上未加以回收利用,至于价值低的锌锰干电池利用效果更差。

为了减少污染,保护环境,维护生态平衡以及保护地球上的有限资源,应当尽可能扩大资源种类,选用储量丰富的资源以及利用有利于环保的资源。因此,锂离子电池成为我国必须发展的电池品种。

碱性锌锰电池的发展史

锌锰电池发展至今经历了漫长的演变,早在1868年法国工程师乔治-勒克兰社采用二氧化锰和炭粉作正极粉料,将它压入多孔陶瓷的圆筒体中,并插上一根炭棒集流器作正极,用一根锌棒部分插入溶液中作负极,电解液是用20%的氯化铵水溶液,电池的容器是用玻璃瓶,做成第一个锌锰湿电池。1886年盖斯将氯化铵水溶液改用氯化铵,氯化锌,石膏和水合成的糊状物,并将锌片作成圆筒形作电池的容器,同时用石蜡封口,从而做成原电池的雏形。此后不久,又将面粉和淀粉作为电解质溶液的凝胶剂,是锌锰电池的便携性大大提高,为这种电池的工业化生产和广泛地使用打下了良好的基础。1890年前后这种电池在全世界范围内投入工业化生产。

1870年前后采用了汞齐化锌阳极,以减轻锌的自放电。1877年对碳棒采用浸蜡处理,以防止炭棒爬液,减轻对金属集流体的腐蚀。

1923年采用乙炔黑代替石墨粉,使容量提高40%-50%,1945年电解二氧化锰在电池中的应用使锌锰电池的放电性能进一步有大的提高。然而,随着时代的发展,普通碱性锌锰电池不能满足市场的需求。

早在100多年前就有人提出过用锌做负极,MnO2做正极,KOH或NaOH做电解液,在漫长的研究过程中主要围绕四个问题进行:一是用粉状多孔锌电极代替片状电极,降低放电电流密度和解决锌片在碱液中易于钝化的缺点;二是采用反极结构,提高MnO2的填充量,使正负极容量相匹配;三是对锌粉汞齐化处理和碱液中加ZnO,解决锌在碱液中的腐蚀;四是密封结构和密封材料的改进,解决爬碱现象。

直到1950代前后在锌锰干电池的基础上成功研制出碱性锌锰电池,。它以锌粉为负极,电解二氧化锰为正极,电解液采用NaOH或KOH,使电池性能成倍的提高。它不仅容量高,还适合于大电流连续放电。还具有优良的低温性能,储存性能和防漏性能。

但在前期的碱锰电池中要控制负极锌粉在碱液中的气量,当时电池的用汞量非常大, 用汞量在2%-6%,八十年代末随着人们环保意识的加强,掀起了无汞碱锰电池的研究热潮,寻找有机或无机代汞缓蚀剂和锌粉中合金元素(主要是Al,Bi,In,Pb)成为主要的研究方向。到九十年代中旬,无汞碱锰电池进入市场。

同时,从60年代开始,对可充的碱性锌锰二次电池开展了广泛的研究,经过30多年的研究已取得突破性的进展,但由于其放电深度浅,循环寿命短,还未能实现商品化。

进入二十一世纪以来,碱性锌锰电池得到飞速的发展,大有替代普通锌锰电池和其他电池的趋势。同时用电器具的发展对碱锰电池高容量和大电流放电提出更高的要求。因此,未来碱锰电池的研究主要集中在高功率重负荷放电性能,电池容量的提升以及储存寿命的提高上。

最早的干电池是锌锰电池吗?

最早的干电池为铜锌电池

意大利物理学家伏打(伏特)发明了电池~ 1800年,伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆,这种装置可以产生电流,后来被称为伏打电堆.伏打还制作了一种被称为"杯冕"的装置.将锌板和铜板放在盛有盐水或稀酸的杯中,只要用导线把两种金属板连接起来,就有电流产生.他把这种装置称为"人造电器官",与电鳗的自然电器官相对应.伏打电堆的发明,使人们第一次获得比较强且稳定而持续的电流,为电学研究奠定了重要的物质基础. 意大利物理学家伏打(Alessandro Volta,1745~1827)生于1745年2月18日科莫。 伏打学生时代就会对自然科学有浓厚兴趣。伏打自1765年开始从事静电实验研究,1769年发表静电学著作《论电的吸引》。1775年发明树脂起电盘,1781年发明灵敏的麦秸验电器。1782年建立了导体电容C、电荷Q及其电势V之间的关系式。伏打在科学上的主要贡献是发明伏打电堆。当他得悉伽伐尼“动物电”的实验消息后,于1791年着手研究这一现象。经过大量实验,他否定了“动物电”学说,提出了电的“接触”学说,指出伽伐尼电产生于两种不同金属的接触。在这项研究的基础上,他提出了著名的“伏打序列”。他称金属为第一类导体,湿物体为第二类导体,如果回路中同时存在两类导体,就能够产生电流。1800年初,他发现了能够十分明显地增强该效应的方法,从而发明了“伏打电堆”。1800年3月20日他宣布了这项发明,引起极大轰动。这是第一个可以产生稳定、持续电流的装置,为电学研究开创了新局面。1801年拿破仑一世召他到巴黎表演电堆实验,授予他金质奖章和伯爵称号; 1803年当选为法国科学院外国院士。1819年退休后回到故乡科莫。1827年3月5日在该地逝世。不过也有另以说是1887年,英国人赫勒森发明了最早的干电池

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