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你应该知道的科技常识
1.48 新型电池
新型电池

研制新型电池都遵循这样一个方向,即自重小、体积小、容量大、温度适应范围宽、使用安全、储存期长、维护方便。应用于空间技术方面的电池还特别注意性能可靠、密封性好,能经受得住各种严酷的空间环境和发射环境的考验。

●锌银电池

锌银电池通称为银锌电池,采用氢氧化钾或氢氧化钠为电解液,由银做正极材料,锌做负极材料。由银制成的正极上的活性物质是多孔性银,由锌制成的负极上的活性物质主要是氧化锌。灌入电解液,经充电后,正极的银变成二价的氧化银,负极的氧化锌变成锌。锌银电池一般装在塑料壳内或装在铝合金、不锈钢的外壳内。

锌银电池主要优点是比能量高,它的能量与质量比(单位质量产生的有效电能量)达100W·h/kg~130W·h/kg(是铅蓄电池的3~4倍)。适宜于大电流放电的锌银电池应用于军事、航空、移动的通信设备、电子仪器、人造卫星和宇宙航行等方面。制成钮扣式微型的锌银电池应用于电子手表、助听器、计算机和心脏起搏器等。

●锂电池

锂在自然界是最轻的金属元素。以锂为负极,与适当的正极匹配,可以得到高达380W·h/kg~450W·h/kg的能量质量比。

以锂作为负极的电池都叫锂电池。作为一次电池目前试用的,一种是以高氯酸锂为电解质,由聚氟化碳作正极材料的锂电池,另一种是以溴化锂为电解质由二氧化硫为正极材料的锂电池。

锂电池的主要优点是在较小的体积或自重下,能放出较大的电能(比能量比锌银电池大得多),放电时电压十分平稳,储存寿命长,能在很宽广温度范围内有效工作。应用和锌银电池相同。从发展趋势看,锂电池的竞争能力将超过锌银电池。

●太阳电池

目前常用的太阳电池是由硅制成的。一般是在电子型单晶硅的小片上用扩散法渗进一薄层硼,以得到PN结,然后再加上电极。当日光直射到渗了硼的薄层面上时,两极间就产生电动势。这种电池可用作人造卫星上仪器的电源。除硅外,砷化镓也是制作太阳电池的好材料。

●原子电池

原子电池即核电池,它是将原子核放射能直接转变为电能的装置。常用作原子电池中的放射性物质有钚238、钷147、锶90等。这种电池的突出特点是:寿命长、重量轻、不受外界环境影响、运行可靠。主要用于人造卫星、宇宙飞船、海上的航标与游动气象浮标,以及无人灯塔之中。现在也把原子电池作为人工心脏起搏器的电源,在医疗方面得到了应用。

这种电池密封在长84cm、直径69cm、铅外壁厚10cm的圆柱体中。它的核心部分是锶90。当锶衰变时,它产生相当于300W的热能,然后通过热电发生器将热能转化为电能。最后输出的电功率是20W,电压28V。据称这种原子电池不需维护,至少可用5年,估计可用10年。

●燃料电池

它是一种新型绿色电池,把H2CO和CH4等燃料和空气不断输入直接氧化使化学能转变为电能,这三种气体可以作为燃料的原因是:

A.都是无毒无害的气体;

B.都可以燃烧并放出大量的热;

C.燃料产物均为CO2和水;

D.均在自然界中大量存在。