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科学

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电池是如何工作的?

电池可能看起来简单,但是其封装电力的输送是一个复杂的电化学过程。当设备(比如灯泡)开启时,电流以电子的形式在外电路开始流动。此时,阳极材料,即锌,在叫做“氧化”的过程中,转移每个原子的两个电子,留下不稳定的锌离子。在电子发挥作用为灯泡供电后,它们在阴极重新进入电池,与活性物质——二氧化锰相结合,这一过程被称为“还原”。 如果电力电池中没有内部方式将电子带回阳极以平衡电流的外部流动,那么,氧化和还原的组合过程就不能发生。这个过程是通过出现在水溶液中带负电荷的氢氧根离子的运动来完成的。这也被称为“电解质”。进入阴极的每个电子和二氧化锰发生反应,以形成MnOO-。然后,MnOO-与电解液的水发生反应。在该反应中,水分解,释放出氢氧根离子进入电解质以及氢离子,氢离子与MnOO-结合形成MnOOH。当在这个反应中,在阴极产生的氢氧根离子以离子电流的形式流向阳极时,即完成内电路。在内电路里,离子与不稳定的锌离子结合,锌离子是在电子最初被释放到外电路时在阳极处形成的。这生成了氧化锌和水。从而完成了电路(这是形成恒流电所必需的),并为您的手电筒提供电力。

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是否所有电池都能持续相同的时间?

不,不同电池的使用时长和电力输出量不同,这取决于构成它们所使用的化学物质的类型和数量。这就好比是做饭:使用不同的原料以及数量,做出的饭的味道就会不同。

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什么是碱性电池?

近40年前,金霸王开创了碱性二氧化锰电化学系统。在20世纪60年代,在日益扩大的消费者电子产品领域内,这种电池系统迅速受到设计师的欢迎。相比碳锌电池,碱性电池或碱性二氧化锰电池有很多优势,包括在大流量连续放电情况下高达十倍的安时容量。而且其在低温下的性能也优于其他传统含水电解质的原电池。其他显著的优势还有更长的保质期、更好的漏泄电阻以及优越的低温性能。其更有效、更安全的封装,可以有效地抗泄漏、抗腐蚀。如今,金霸王制造了三种碱性电池。

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电池里面是什么?

电池虽小,但绝不简单,它们是精心设计的电化学电池。通过氧化还原反应,化学能被转化为电能。这个过程发生于电池的三个主要部分,即阳极、阴极和电解质之间。不同类型的电池,这三部分使用的材料不同。根据电池如何转移或吸引电子(产生电流所必须的)来选择这些部分的材料。阳极通常是一种金属,阴极是一种金属氧化物,电解液是一种促进离子流的盐溶液。

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谁发明了电池?

在19世纪60年代,法国乔治·雷克兰士发明了世界上第一种被广泛使用的电池(碳锌干电池)的前身。阳极材料是锌和汞合金筒(锌是亚历桑德罗·伏特的原电池的阳极,经证明锌是最好的导体金属之一)。阴极材料是由二氧化锰粉及碳黑组成的一个多孔杯。碳棒作为集流体插入到阴极材料混合物中。阳极杯和阴极杯都浸入含有氯化铵的溶液,作为电解质。该系统被称为“湿电池”。尽管雷克兰士电池粗糙且便宜,但是最终在19世纪80年代被改良的“干电池”所取代。阳极材料为锌,能够封装电池;电解质是糊状,而不是液体。这基本上就是现在所知的碳锌干电池。

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什么是阳极、阴极和电解质?

这些是电池的基本组成部分,与其他碱性电池一样:阳极是负极,是用锌做的;阴极是正极,是用二氧化锰做的;电解质是一种氢氧化钾组成的水溶液,可以在两极之间运输离子。

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