原电池

将化学能转化为电能的装置
原电池(Primary battery[2]是以氧化还原反应为基础,将化学能转化为电能的装置。原电池一般由四个基本部分组成,即电极电解质、隔离物、外壳。[1]原电池内部,氧化反应和还原反应分开进行,还原剂负极上失去电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得到电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。[4]伏打(Volta)发明的伏打电池是首个将化学能转化为电能的化学电源,使人们第一次获得了比较强的稳定而持续的电流,为科学家们从对静电的研究转入对动电的研究创造了物质条件。[5][1]
原电池也称一次电池,是电池放电后不能用充电的方法使它复原的一类电池。常见的一次电池有锌锰干电池、锌-银电池和锂原电池三种。这类电池是一种方便的电源,常用于低功率到中功率放电,如便携电器和电子仪器,如照明、手表、计算器等。此外,原电池在水体净化防止金属腐蚀等方面也有一定应用。[1][6][7][8]
废电池中可能含有多种毒重金属(如铅、镉、汞、锌、锰等)和酸、碱化学物质等会对人体健康和生态环境造成危害的物质,且一次电池相对于二次电池,不能再次利用,会加重对环境的影响。[9]

发现历史

1791年,意大利解剖学教授伽伐尼(Luigi Galvani)偶然发现当用铜手术刀触及一只挂在铁架上的已解剖的青蛙上外露的神经时,蛙就剧烈地抽搐。伽伐尼猜测:可能是蛙的神经中有一种看不见的生命流体,他称这种生命流体叫“动物电”或“生物电”,是这种电刺激了蛙的肌肉,发生痉挛现象,可以用金属接触肌肉把电引出来。1800年,伏打发现只要在两种金属片中间隔以盐水或碱水浸过的纸、麻布或海绵,并用金属线把两个金属片连接起来,不管有没有青蛙的肌肉,都会有电流通过。这说明电并不是从蛙的组织中产生的,蛙腿神经只不过是一种非常灵敏的验电器而已。[10]