在電化學(xué)研究人員眼里,自然界中散布的元素,不只是生活的構(gòu)成。它們像散落的拼圖,不同的元素,不同的離子能夠構(gòu)成不同的電能,可能是堿性電池,可能是碳性,也有可能是鋰電。他們是怎么一步一步將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能呢?他們是怎么樣將這些不同的能量封印在電池里的呢?
電化學(xué)是研究兩類導(dǎo)體形成的帶點(diǎn)界面現(xiàn)象及其上所發(fā)生的變化的科學(xué)。一般研究兩個(gè)方面:一是電解質(zhì)的研究,另一方面是電的研究。
制作電池前,要研究其化學(xué)原理,明白一顆紐扣電池的構(gòu)成,需要什么物質(zhì),需要什么材料來封存。例如,南孚CR32紐扣電池,就是由正殼、負(fù)蓋、電解液、隔膜等所構(gòu)成。如圖所示,其原理并不算復(fù)雜,需要的材料也算不上多,但是為什么我們自己造不出電池呢,其實(shí)電池生產(chǎn)遠(yuǎn)比我們想的要困難的多。
部分原理示意圖
近日,我們應(yīng)邀走訪了電池企業(yè)南孚電池,我們參觀了其紐扣電池生產(chǎn)車間。據(jù)說,該公司的紐扣電池和松下的紐扣電池都成為業(yè)內(nèi)有名的紐扣電池,我們?yōu)橹粐@,國產(chǎn)力量正在不斷崛起??!
據(jù)介紹,一枚南孚CR32紐扣電池從生產(chǎn)到出廠至少需要22天,需要很多個(gè)步驟或程序。果然,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳a(chǎn)制作才能造出產(chǎn)品的質(zhì)量,才有現(xiàn)在的南孚電池??!出于好奇,我們向相關(guān)人員詢問了這些流程。我們了解到,有這些流程:
干燥原料、組裝電池、清洗電池、預(yù)放電、老化、陳化、驗(yàn)電、掛卡、包裝。
我們問他們?yōu)槭裁匆@么多流程???是為了質(zhì)量嗎?這樣會(huì)與其他紐扣電池差別大嗎?
相關(guān)人員給我們這樣解釋,原來是因?yàn)槟湘诰勰墉h(huán)電池早已熟知,而同樣作為電池的紐扣電池也不能落后,消費(fèi)者安心放心。嚴(yán)格的工藝生產(chǎn)對(duì)精度、材料要求很高,所以需要干燥。一個(gè)單獨(dú)的干燥系統(tǒng)讓材料保持恒溫,通過預(yù)放電、老化、陳化來模擬電池使用的環(huán)境,之后通過驗(yàn)電來檢驗(yàn)一枚紐扣電池的電壓風(fēng)險(xiǎn)、電流情況,以此來判定優(yōu)良,不達(dá)標(biāo)的就得被淘汰。
但我們覺得南孚CR32紐扣電池并沒有那么強(qiáng),后來我們就現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)了一下,我們從外面拿來了其他牌子的紐扣電池和南孚CR32紐扣電池,先后裝在同一個(gè)汽車遙控器上,在不同的距離按下遙控器,測試車輛響應(yīng)情況。結(jié)果證明,南孚的紐扣電池的確強(qiáng)一些,在相對(duì)遠(yuǎn)的位置都可以解鎖汽車,普通的紐扣電池只能做到三五米。這是因?yàn)槲覀兤囘b控是脈沖式放電,屬于大電流高終止電壓型的。
汽車解鎖強(qiáng),并不代表他電能比別的強(qiáng),后來我們又來到南孚實(shí)驗(yàn)室,看到里面這在測試電能,測試結(jié)果表明,南孚這款紐扣電池是真的強(qiáng),能夠在該款CR2032紐扣電池具備大容量、無汞等特點(diǎn)。在1KΩ,2.0V放電下,CR2032電池實(shí)現(xiàn)了88.86小時(shí)的長續(xù)航。
放電時(shí)間圖
采訪結(jié)束,我們感嘆道祖國科技的高速發(fā)展,希望能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)的越多越強(qiáng),中國越來越美好,科技一直發(fā)展變化,屹立于在世界中。