电池科普宣讲大纲

 一、 什么是电:

 人类早在公元前便发现了电, 公元前 2000 年时人们就知道发电鱼会放电,公元前 600年左右,古希腊哲学家泰勒斯观察了摩擦起电的现象(可以加一个静电吸附的演示实验)。但是人们对电的本质没有一个正确把握,也并未有科学家以严谨的态度对电现象进行研究。1600 年以后才有人对电现象进行系统的研究。正是对电的正确认识为电池的发明做了铺垫。(引出电池)

 二、 魔盒的诞生及发展

  1780 年,意大利生物学家伽伐尼在做青蛙解剖的时候,无意间发现了“生物电”。

 (讲青蛙解剖实验的故事。)

  液体电池

 这一发现引起了科学家们极大的兴趣。自此,科学家们竞相实验,终于在 1799 年,亚历山大·伏打成功制成了世界上第一个电池“伏打电堆”。

 干电池的鼻祖在 19 世纪中期诞生。

 1860 年,法国的雷克兰士发明了碳锌电池。这种电池用粘稠的糨糊取代了电池中的液体,“干”性的电池出现了。

 1887 年,英国人赫勒森发明了最早的干电池。相对于液体电池而言,干电池的电解液为糊状,不会溢漏,便于携带,因此获得了广泛应用。

 如今,干电池已经发展成为一个庞大的家族,种类达 100 多种。常见的有普通锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池等。不过,最早发明的碳锌电池依然是现代干电池中产量最大的电池。

 (展示常见电池,辅助讲解干电池)

 随着干电池技术的不断发展,新的问题又出现了。

 尽管干电池使用方便,价格低廉,但用完即废,无法重新利用。另外,由于以金属为原料容易造成原材料浪费,废弃电池还会造成环境污染。于是,能够经过多次充电放电循环,反复使用的蓄电池成为新的方向。

 蓄电池的最早发明同样可以追溯到 1860 年。

 当年,法国人普朗泰发明出用铅做电极的电池。这种电池的独特之处是当电池使用一段时间电压下降时,可以给它通以反向电流,使电池电压回升。因为这种电池能充电,并可反复使用,所以称它为“蓄电池”。

 (类比存钱罐)

  蓄电池中的大明星 —— 锂离子电池 1970 年开发成功,锂电池重量轻、可充电,现已广泛用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域,它不仅能给便携式电子设备供电,还使远距离电动汽车的发展成为可能。不仅如此,因为它能储存大量太阳能和风能,未来甚至能利用锂电池创建一个无化石燃料的社会,大大改变了人类的生活。

 2019 年诺贝尔化学奖颁给研究锂电池的三位科学家,其中包括被称为“锂电池之父”的约翰-古迪纳夫(John B. Goodenough)

  三、 电池的魔力:

 电池在我们身边无处不在。

 1. 电池遥控器、钟表等使用的电池为锌锰干电池,这也是日常生活普遍使用的一种电池; 2. 可充电的电子产品,如手机使用了锂离子电池,实现可充放电的目的; 3. 汽车、火车、摩托车以及其他运输工具使用了铅蓄电池; 4. 体形较小的纽扣电池在在微型电子产品中有广泛的应用,如电子表、电子秤等;

 电池是怎么起作用的?

 以最简单的铜——硫酸铜原电池为例(是否接通外电路——类比人过河)

 (需要动画)

 电池的本质——氧化还原化学反应。

 演示“水果电池”

  四、 魔盒与环保

 电池中含有诸多的有害物质,如汞、镉等金属,污染程度极大。

 一节一号电池可以污染一平方米的土地; 一颗纽扣电池产生的有害物质,可以污染 60 万升水,相当于一个人一生的用水量。

 据估计,全球每年约有 320 亿节废旧电池被丢弃,可使 30000 平方千米的土地失去利用价值,相当于两个北京市。所以,废弃电池会对环境带来巨大的破坏, 保护环境从我做起,从不随意丢弃电池做起。

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