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电池的使用寿命有多长?

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电池的使用寿命有多长?

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    2016-09-05 12:22:05
  •   同样重量的两种电池,它们的放电量及使用寿命往往有很大差别。如普通干电池的放电量就不大,而且使用寿命也很短。买了干电池后就算不使用,最多1〜2年,干电池也会由于自放电现象而慢慢地漏电,直至报废。但是,在有些场合,人们又必须使用长寿命的电池。例如,心脏起搏器是医学界一项重大的发明,但起搏器一旦植入人体,就对作为能源的电池提出了特殊的要求。
      起搏器中的电池要能不停顿地工作,还要稳定、不泄漏、体积小、质量轻、无毒等,当然,电池的使用寿命也要特别长,如果电池寿命仅两年,那就意味着病人每两年就要动一次手术,周期性地更换电池,无疑给病人带来生命的危险和精神的压力。经过多年的研究,人们把目光停留在了高性能的锂基电池上。
      我国早在 1976年就开始研究锂基电池了,1977年进行了动物试验, 1978年设计出了第一代定型产品,该产品先后植入人体42 例,无一例失败。目前,新一代的锂基电池已广泛应用于心脏起搏器等特殊的场合,它的使用寿命已达到了 10年以上。锂基电池的寿命为什么特别长呢?原来,锂基电池具有很高的比能量,比能量是指一定重量的电池所能输出的电总量大小。
      锂是原子质量最轻的一种金属,它的原子质量仅为银的 1/31,或为铅的1/30。锂原子和银原子在电化学反应中都能释放出一个电子,所以当产生相同的电量时,银的消耗重量将是锂的15。 5倍。其次,锂原子放出电子的能力很强,当采用了薄膜技术后,就能大大降低锂基电池的内电阻,所以锂基电池就显得特别经久耐用了。
      普通干电池属于一次电池。顾名思义,一次电池就是指不能充电、无法重复使用的电池。为了能延长电池的寿命,人们又发明了二次电池,即能反复充电后再次使用的电池 (俗称蓄电池)。铅蓄电池就是一类被广泛使用的二次电池,它的充放电循环次数可达300〜500次,因而被大量用于交通工具上,所以又有“汽车电池”之称。
      近年来,高性能、更长寿的新型二次电池不断被开发,例如现在我们生活中常用的镍镉电池。镍镉电池的主要优点是循环次数多,充放电可达到2000 ~ 4000次,所以使用期可长达15年。正因为这一优点,小型密封式镍镉电池已广泛应用于各种便携式电子设备上。
      今天,镍镉电池还常与太阳能电池配套,作为通信卫星的长命电源呢!二次电池的使用寿命已被大大延长了,那么还有没有更为长寿,甚至是“用之不竭”的电池呢?科学家利用新颖的生物电化学原理和技术,选用多种生物电极,如酶电极、细菌电极等,来制得生物长寿电池,这项研究已经有了初步的成果。
      这类长寿电池的原理基于生物的放电现象,因为细胞本身就是一个微型的燃料电池,在细胞膜周围发生的化学反应会产生电位差。膜内液有葡萄糖作为负极的燃料,膜外液则以氧作为正极的化学物质,再以大分子蛋白质沟通两极的通路。因此,只要不断补充葡萄糖等营养物质,生物电流就能源源而生了。
      另外如太阳能电池,由于电池本身并无物质的消耗,只要有太阳光作为能量,它们也能源源不断地产生电流,并长久地使用下去。随着科技的飞跃发展,电池的新品种会越来越多,它们的使用寿命也会变得越来越长。

    M***

    2016-09-05 12:22:05

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