Isidor Buchmann, Cadex Electronics, Inc
batteriet, dagens teknologiske nødvendighet, er resultatet av 400 år med vitenskapelig innsats.
En av de mest bemerkelsesverdige og nye funn i de siste 400 årene er elektrisitet. Man kan spørre seg, «Har elektrisitet eksistert så lenge?»Svaret er ja, og kanskje mye lenger, men den praktiske bruken av elektrisitet har bare vært til rådighet siden midten til slutten av 1800-tallet., En av de tidlige elektrisk attraksjoner som fikk offentlig oppmerksomhet var et elektrisk opplyst broen over Elven Seinen under 1900-World ‘ s Fair i Paris.
bruk av elektrisitet kan gå tilbake mye lenger. Mens byggingen av en ny jernbane i 1936, i nærheten av Bagdad, arbeidere avdekket hva som syntes å være en forhistorisk batteriet. Funnet ble kjent som Bagdad eller Parthiske batteriet (se Figur 1), og ble antatt å være 2000 år gamle, og kan dateres tilbake til det Parthiske periode . Batteriet besto av en leirkrukke som er fylt med eddik., En jernstang omgitt av en kobber sylinder trengt inn i de flytende og produsert 1,1-2 V av elektrisitet.
Ikke alle forskere godta den Parthiske batteri som kan være en kilde til energi fordi programmet er ukjent. Det er mulig at batteriet var brukt for galvanisering et lag av gull eller andre edle metaller på en overflate. Egypterne er sagt å ha galvanisert antimon på kobber over 4300 år siden.
Moderne Batteri Eksperimenter
Den tidligste metode for å generere elektrisitet var ved å fremkalle en statisk lading i noen stoff., I 1660, Otto von Guericke (1602-1686) bygget den første elektriske maskin bestående av et stort svovel verden, slik at de, når gnidd og slått, tiltrukket fjær og små biter av papir. Guericke var i stand til å bevise at gnister som genereres var elektrisk i naturen. Den første praktisk bruk av statisk elektrisitet var «elektrisk pistol», som ble oppfunnet av Alessandro Volta (1745-1827). En elektrisk ledning ble plassert i en krukke fylt med metan gass. Når en elektrisk gnist ble sendt gjennom ledningen, jar ville eksplodere.,
Volta (se Figur 2), så tanken på å bruke denne oppfinnelsen for å gi lang avstand kommunikasjon, riktignok bare en Boolsk bit. Strykejern wire støttes av trestolper var å bli hengt fra Como i Milano, Italia. I den andre enden, ledningen ville avslutte i en krukke fylt med metan gass. For å signalisere en kodet hendelse, en elektrisk gnist ville bli sendt av wire for å detonere den elektriske pistol. Denne kommunikasjon linken ble aldri bygget.,
I 1791, mens du arbeider ved Universitetet i Bologna, Luigi Galvani (1737-1798) oppdaget at muskelen av en frosk kontrakt når rørt av ulike metalliske gjenstander. Dette fenomenet ble kjent som «dyr strøm» — en misvisende benevnelse, som senere ble vist. Du blir bedt om det av disse eksperimentene, Volta startet en serie av eksperimenter ved hjelp av ulike metaller. Han prøvde å kombinere sink, bly, tinn eller jern som positive plater og kobber, sølv, gull eller grafitt som de negative platene.,
Tidlig Batterier
Volta oppdaget i 1800 at visse væsker vil generere en kontinuerlig strøm av elektrisk kraft når den kombineres med et par av ulike metaller. Denne oppdagelsen førte til oppfinnelsen av den første voltaic celle, mer kjent som et batteri. Volta oppdaget videre at spenningen ville øke når voltaic cellene var stablet oppå hverandre. Figur 3 illustrerer en slik en seriell tilkobling.
I det samme året, Volta utgitt hans oppdagelse av en kontinuerlig kilde til elektrisitet til Royal Society., Var ikke lenger eksperimenter begrenset til en kort visning av gnister som varte i en brøkdel av et sekund. En tilsynelatende endeløs strøm av elektrisk strøm ble nå tilgjengelig.
Frankrike var ett av de første landene til å offisielt anerkjenne Volta ‘ s funn. Frankrike var i anmarsj høyden av vitenskapelige fremskritt og nye ideer ble ønsket velkommen med åpne armer. Ved invitasjon, Volta adressert Institutt for Frankrike i en serie av foredrag på som Napoleon Bonaparte var til stede som medlem (se Figur 4)., Napoleon hjulpet med eksperimenter, tegning gnister fra batteriet, smelting en ståltråd, lossing en elektrisk pistol og rotne vann i dens elementer.
Etter Galvani vellykkede eksperimenter og oppdagelsen av voltaic celle, interesse i galvanisk strøm ble utbredt. Sir Humphry Davy (1778-1829), oppfinneren av miner ‘ s safety lamp, gjort nye funn når han installerte den største og kraftigste elektriske batteriet inn i hvelvene av den Kongelige Institusjon. Han koblet batteriet til å trekull elektroder og produsert den første elektriske lys., Vitner fortalte at hans voltaic arc lampe produsert «de mest briljante stigende arch av lys noensinne har sett.»
Davy begynte å teste den kjemiske effekten av elektrisitet i 1800 og fant snart ut at ved å sende elektrisk strøm gjennom noen stoffer, nedbrytning oppstått, en prosess som senere kalles elektrolyse. Den genererte spenning var direkte knyttet til den reaktivitet av elektrolytten med metall. Davy forstått som handlinger av elektrolyse og voltaic cellen var den samme.,
I 1802, Dr William Cruickshank designet den første elektriske batteriet i stand til å bli masseproduserte. Cruickshank arrangert torget ark av kobber med samme ark størrelser av sink. Disse arkene ble plassert inn i en lang rektangulære trekasse og loddet sammen. Sporene i boksen holdt metall plater i posisjon. Den forseglet boks ble deretter fylt med en elektrolytt, i saltlake, eller vannet ned syre, likner oversvømmet batteri som fortsatt er med oss i dag (se Figur 5).
Oppladbart Batteri
I 1836 John F., Daniell, en engelsk kjemiker, utviklet en forbedret batteri som produserte en jevnere strøm enn Volta enhet. Inntil da, alle batterier som var det primære, noe som betyr at de ikke kan lades opp igjen. I 1859, den franske legen Gaston Planté oppfant den første oppladbare batteriet. Det var basert på føre-og syre, et system som fortsatt brukes i dag.
I 1899, Waldmar Jungner fra Sverige oppfunnet nikkel-kadmium-batterier (NiCd), som brukes nikkel for den positive elektroden og kadmium for det negative., To år senere, Thomas Edison produsert en alternativ utforming ved å erstatte kadmium med strykejern. Høy materielle kostnader i forhold til å tørre celler eller bly syre systems limited praktisk bruk av nikkel-kadmium og nikkel-jern-batterier. Det var ikke før Shlecht og Ackermann oppnådd store forbedringer ved å finne opp den sintret pole plate i 1932 som NiCd fått ny oppmerksomhet . Dette har medført høyere belastning strømninger og forbedret levetid. Gjennombruddet kom i 1947, da Neumann lyktes i fullstendig tetting av nikkel-kadmium-celle.,
I 1980-og 1990-tallet, oppmerksomhet var på nikkel-baserte kjemikalier. Bekymret for forurensning i miljøet unngås hvis NiCd var uforsiktig kastes, noen Europeiske land begynte å begrense denne kjemi og spurte bransjen for å bytte til nikkel metall hydrid (NiMH). Mange sier at de NiMH er en midlertidig skritt for å litium-ion (Li-ion) og dette kan godt være sant. Mye av forskningen fokuserer på å forbedre litium-ion-batterier. I tillegg til å drive mobiltelefoner, bærbare datamaskiner, digitale kameraer, verktøy og medisinsk utstyr, Li-ion er også en kandidat for kjøretøy., Li-ion har en rekke fordeler, inkludert en høyere energitetthet, er det enklere å lade og trenger ikke vedlikehold problemer, i motsetning til nikkel-baserte batterier. Heller ikke Li-ion lider av sulfatering som er felles med føre-baserte systemer.
Elektrisitet gjennom Magnetisme
Elektrisitet gjennom magnetisme, en alternativ metode for å generere elektrisitet i tillegg til statisk lading og batterilevetid, kom relativt sent. I 1820, André Marie Ampère (1775-1836) lagt merke til at ledninger bærer en elektrisk strøm var til tider tiltrukket seg og andre ganger frastøtt fra hverandre., I 1831, Michael Faraday (1791-1867) viste hvordan en kobber plate forutsatt en konstant strøm av elektrisitet, mens rullerende i et sterkt magnetfelt. Faraday, bistå Davy og hans forskerteam, og lyktes i å generere en endeløs elektrisk kraft så lenge bevegelsen mellom en spole og en magnet fortsatte. Dette førte til oppfinnelsen av elektrisk generator og deretter den elektriske motoren. Kort tid etterpå, transformatorer ble utviklet som kan konvertere vekselstrøm (ac) til ønsket spenning., I 1833, Faraday etablert grunnlaget for elektrokjemi ved å publisere sine lover elektrolyse.
Når forholdet med magnetisme ble oppdaget på midten av 1800-tallet, store generatorer begynte å produsere en jevn strøm av elektrisitet. Motorer som følges som gjorde mekanisk bevegelse og Edison lyspære dukket opp for å overvinne mørket. De tre-fase ac-teknologien utviklet av Nikola Tesla (1857-1943) aktivert overføringslinjer til å bære elektrisk kraft over store avstander. Elektrisitet ble dermed gjort tilgjengelig for menneskeheten å forbedre kvaliteten på livet.,
oppfinnelsen av elektroniske vakuum rør i begynnelsen av 1900-tallet var det betydelig neste skritt mot høy-teknologi, slik at utviklingen av frekvens oscillatorer, signal amplifikasjoner og digital switching. Dette førte til radiosendinger på 1920-tallet og den første digitale datamaskin kalt ENIAC i 1946. Oppdagelsen av transistoren i 1947 banet vei til den integrerte kretsen 10 år senere. Mikroprosessoren innledet i Informasjonen Alder og revolusjonert måten vi lever på i dag.,
Menneskeheten avhengig av elektrisitet, og med økt mobilitet, folk flytter mer og mer mot portable power-lagring — først for hjul-programmer, så portabilitet og til slutt bærbar bruk. Som er vanskelig og upålitelig som tidlig batterier kan ha vært, fremtidige generasjoner kan se på dagens teknologier som noe mer enn klønete forsøk.
Historien om Batteriet Utvikling.,
1600 William Gilbert (UK) Etablering av elektrokjemi studie
1791 Luigi Galvani (Italia) Oppdagelsen av «dyr elektrisitet»
1800 Alessandro Volta (Italia) Oppfinnelsen av voltaic celle
(sink og kobber disker)
1802 William Cruickshank (UK) Første elektriske batteriet i stand
av masseproduksjon
1820 André Marie Ampère (Frankrike) Elektrisitet gjennom magnetisme
1833 Michael Faraday (UK) Kunngjøring av Faraday ‘ s lover
1836 John F., tetting
nikkel-kadmium-batteri
1949 Lew Uir, Eveready Batteri (USA) Oppfinnelsen alkaline-mangan
batteri
1970-Gruppen innsats for Utvikling av ventil regulerte
bly-syre batteri
1990-Gruppen innsats for Kommersialisering av nikkel-metall
hydrid batteriet
1991 Sony (Japan) Kommersialisering av
litium-ion-batteri
1996 Moli Energi (Canada) Innføring av Li-ion –
– >
med mangan katoden
2005 Valence, A123 System (USA) Innføring av Li-ion-med
fosfat katoden
Illustrasjoner fra Cadex Electronics Inc.,
Isidor Buchmann er grunnlegger og CEO av Cadex Electronics Inc, som er et Kanadisk selskap som spesialiserer seg på design og produksjon av avanserte batteriet testing instrumenter. Han har studert atferden til oppladbare batterier i praktiske, daglige programmer for to tiår. Som en prisbelønt forfatter av mange artikler og bøker om emnet, Mr Buchmann har levert batteri-relaterte tekniske papirer rundt om i verden. Du kan finne mer informasjon om batteriet på Cadex er batteriet universitetet. Isidor kan kontaktes på 22000 Fraserwood Måte, Richmond, F.KR. V6W 1J6, Canada.