电池的发明和改进历史

     累积效应的发现是电气工程领域重要、有意义的发明之一。

     早在 1800 年，意大利物理学家和生理学家、电学说创始人之一亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·阿纳斯塔西奥·沃尔塔（Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta，1745-1827 年）将锌板和铜板置于酸中以获得连续电流。伏打称他的发明为“电风琴”。这是个使用铜锌电极对的化学电流源（“伏打柱”或“伏特电池”）。1802 年，德国物理学家约翰·威廉·里特 (Johann Wilhelm Ritter，1776-1810) 发明了干原电池，并于 1803 年发明了电池。

     1854年，德国军医威廉·辛斯特登（Wilhelm Sinsteden）观察到如下现象：当电流通过浸在稀硫酸中的铅电极时，正极被二氧化铅PbO2覆盖，而负极则没有发生任何变化。如果将这样的元件短路，停止从恒定源流过它，那么其中就会出现直流电，直到所有二氧化铅都溶解在酸中为止，才能检测到直流电。因此，辛斯特登接近制造出电池，但他没有从他的观察中得出任何实际的结论。

     仅仅五年后，即1859年，法国工程师加斯顿·普朗特(Gaston Plante)意外地做出了同样的发现，并制造出了历史上块铅酸电池。这标志着电池技术的开始。

     LEGACY电池由缠绕在木圆筒上的两块相同的铅板组成。它们被织物衬里彼此隔开。以这种方式构建的设备被放置在装有酸化水的容器中并连接到电池。几个小时后，断开电池连接，可以从电池中汲取相当强的电流，该电流在一段时间内保持恒定值。

     LEGACY电池的一个显着缺点是容量小——放电速度太快。普兰特很快注意到，可以通过专门处理铅板的表面来增加容量，铅板的表面应尽可能多孔。为了实现这一目标，普兰特将充电的电池放电，然后再次让电流通过它，但方向相反。这种形成极板的过程在大约 500 小时的时间内重复多次，目的是增加两块极板上的氧化铅层。

     在发电机发明之前，电气工程师对电池兴趣不大，但当使用发电机轻松快速地为电池充电成为可能时，电池就开始普及。

     1882 年，Camille Faure 显着改进了电池极板的制造技术。在 Fora 电池中，极板形成速度要快得多。福尔改进的实质是他想出了用红铅或其他氧化铅覆盖每个极板的想法。充电时，其中一个板上的一层这种物质会变成过氧化物，而在另一块板上，反应会产生低程度的氧化物。在这些过程中，两块板上都会形成一层具有多孔结构的氧化物，这有助于释放的气体在电极上积聚。

     20世纪初，托马斯·爱迪生开始改进电池，希望使其更适合运输需求。结果，制成了采用苛性钾形式电解质的铁镍电池。1903 年，新型便携式电池开始生产，并广泛应用于运输、发电厂和小型船舶。

期初，电池盒是用木头制成的，后来是硬橡胶制成的。电池由多个电池组成，每个电池的工作电压约为 2.2 V。对于 6 V电池，三个元件串联连接在一个外壳中，对于 12 伏电池，串联连接 6 个元件，对于 24 V电池，串联连接 12 个元件。

     对于乘用车来说，近半个世纪以来，6 V电气系统已被普遍接受，直到 20 世纪 50 年代才广泛过渡到 12 V。硬橡胶电池盒的元件之间伸出跳线或填充乳香，逐渐被更轻、更耐用的聚丙烯电池盒所取代。将合成材料用于电池外壳的先驱是 1941 年的奥地利公司 Baren，美国公司江森自控 (Johnson Controls) 在 60 年代中期开始使用聚丙烯。铅酸电池的设计还发生了其他变化，影响了其参数和使用寿命。