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鉛酸蓄電池的發(fā)明

    1799 年伏打（Alessandro Volta）用鋅片與銅片夾以鹽水浸濕的紙片組裝成電堆；1836 年，丹尼爾（John Frederic Daniell）利用伏打電堆的工作原理制成了第一個實用電池，標志著化學電池進入生產(chǎn)和生活中，但銅鋅體系的電池用完后不能充電供重復使用，阻礙了其更廣泛地應用。1801 年，戈特洛（Nicolas Gautherot）在實驗中用伏打電堆和兩根鉑絲電解鹽水產(chǎn)生氫氣和氧氣，在其撤走電源并將兩根鉑絲直接接觸時，出現(xiàn)了短時間的反向電流（當時也被稱為二次電流，今稱放電電流），但電流維持的時間太短，沒有實用價值。1802 年里特（Johann Wilhelm Ritter）用伏打電堆向一疊夾以鹽水浸濕紙片的銅片進行充電，在撤走電源后，其發(fā)現(xiàn)兩片銅片之間存在 0.3V的電壓； 之后再用金屬鉛、 錫和銅替代銅片進行了實驗， 均測到了不同的電壓值。1854 年德國科學家辛斯特登（Wilhelm Joseph Sinsteden）在使用多種電池進行研究時，認識到浸沒在硫酸中的鉛電極具有一定的儲能容量，即對電極充電之后可以向負載供電，并報道了其能量密度，但其未意識到這一發(fā)現(xiàn)的重要價值。1859 年，普蘭特（Raymond Gaston Plante）獨立于辛斯特登發(fā)現(xiàn)并報道了從浸在硫酸溶液中并充電的一對鉛板， 在撤去充電電流并加上負載后可以得到有效的放電電流，這個體系的放電電流在諸多電極-電解液體系中可以維持最長的時間，并且電壓也最高。普蘭特根據(jù)這一原理設計了具有實用價值的蓄電池，并在 1860 年向法國科學院展示了這一可充電電池，這標志著第一個可以重復使用的電池問世。1870 年，發(fā)電廠開始使用直流發(fā)電機，并引入鉛酸蓄電池進行負載調(diào)峰，即在晚上充電，白天供電。1879 年愛迪生（Thomas Edison）發(fā)明了白熾燈，讓電力走進千家萬戶，同時激發(fā)了用戶在輸電線架設不到的地方使用電源的需求，這正是鉛酸蓄電池的應用場合。限于制造工藝，當時鉛酸蓄電池還無法大規(guī)模生產(chǎn)，但越來越多的研究者已開始參與鉛酸蓄電池的研究。從此，鉛酸蓄電池開始處于因市場需求而促進其研發(fā)的狀態(tài)，人們對它進行不斷地研究和改進，使其得到極大地發(fā)展。鉛酸蓄電池是迄今發(fā)展時間最長，技術最成熟的電池技術。

    1881 年， 富萊（Camille Alphonse Faure）和布魯希（Charles Francis Brush）二人制成涂膏式極板，即用鉛的氧化物和硫酸水溶液混合制成鉛膏涂在鉛板上，較好地防止了活性物質(zhì)的脫落，使鉛酸蓄電池的制造工藝有了很大進步。1882 年賽�。↗ohn Scudamore Sellon）采用鉛-銻（Pb-Sb）合金制造板柵，克服了由于充放電前后電極活性物質(zhì)體積膨脹、 收縮使得作為活性物質(zhì)載體的板柵發(fā)生變形的問題，大大提高了電池極板的強度，使鉛酸蓄電池的壽命有了較大提高。1970 年之前，鉛酸蓄電池的極板需浸在可流動的硫酸中使用，在電池充電后期和過充電時，會發(fā)生電解水的副反應，氫氣和氧氣可無障礙地釋放出來，這帶來電解液失水， 電池需定期維護的問題。 于是研究人員一直試圖研制“密封式”鉛酸蓄電池，希望能克服上述問題。1957 年德國陽光（Sonnenschein）發(fā)明了 SiO2 膠體密封鉛酸蓄電池，即閥控式密封鉛酸蓄電池（valve-regulatedlead-acidbatteries，VRLA）的 Gel 技術 。 1971 年 美 國 蓋 茨 （Gates ） 公 司 發(fā) 明 了 吸 液 式 超 細 玻 璃 棉 隔 板（absorbedglassmat）即閥控式密封鉛酸蓄電池的 AGM 技術。Gel 技術和 AGM 技術的閥控密封鉛酸蓄電池，實際解決了電池內(nèi)部氧氣的復合循環(huán)問題，運行及安全性能遠遠超過之前的技術。VRLA 從 1973 年于小型電池實現(xiàn)商業(yè)化之后至今，在外形及尺寸上均有了較大的發(fā)展，因而廣泛適用于眾多領域，成為蓄電池產(chǎn)品中的重要組成部分。