Leclanche的细胞

目前，电池和能源存储领域令人兴奋不已。随着“让一切通电”的呼声在运输、供暖等领域传播开来，期刊上充斥着关于新型电极和电解质的报道。这种努力让人回想起19世纪时人们的兴奋，当时电从物理学中的一种奇特现象变成了可靠的电子来源。

Alessandro Volta的报告说，用酸或咸溶液连接的交替串联的金属板所产生的触电，可与从一个莱顿瓶在整个欧洲引发了一场巨大的活动。威廉·尼科尔森证明了电和化学发现之间的联系，在汉弗莱·戴维的疯狂报道和公众示威更引人注目之前。随着发明家们尝试金属和隔板的不同组合，创造力爆发了。

约翰·丹尼尔伦敦国王学院的科学家们用一个多孔的罐子隔开铜和锌电极来制造“恒电电池”。虽然它提供了稳定的电压，但这种结构产生的电流有限。一位年轻的法国发明家阿尔芒·卡洛德(Armand Callaud)利用密度的差异来分离铜离子和锌离子，从而摒弃了多孔罐。这种电池吸收的电流要大得多，但需要持续运行以保持密度梯度。它对运动和振动也很敏感。

威廉·格罗夫用一个多孔的罐子将浸泡在硫酸和硝酸中的铂和锌电极分离，从而制造出电压输出明显更高的电池，但它会释放出稳定的一缕棕色的、令人窒息的二氧化氮。然后罗伯特本生开发了一种更便宜、更广泛使用的电池。他用压碳棒代替了昂贵的铂阴极。这个细胞也产生NO₂但它的简单性使它成为最可靠的电池之一亨利·莫桑用于从液态氟化氢中释放氟。但真正的可靠性和可移植性仍然难以捉摸。

革命时代

现代超市电池的历史可以追溯到乔治Leclanché，他是一位政治活跃的法国工程师和化学家，他的父亲是一位杰出的律师，在1848年的革命中与路易·菲利普国王的政府发生了争执。乔治弟弟出生几天后，他的母亲遭到警察的粗暴对待，最终死亡。因此，他的父亲逃到了更自由的英国，在那个欢迎各种不同政见者的时代。

完成学业后，乔治于1858年回到法国。他在巴黎著名的École中央工程学院学习工程学，1860年毕业。随后，他受聘为最近成立的连接巴黎和斯特拉斯堡的铁路公司开发电子时钟网络。由于对公司使用的能源不满，他开始探索替代能源。后来，法国的政治局势又变得紧张起来。1863年，他辞职了，搬到了比利时的布鲁塞尔，在那里他建立了一个小实验室来开发他的新细胞。

以前的细胞需要两种不同的电解质，通常由多孔屏障隔开。是否可以简化电池，只使用一种液体?乔治使用锌作为阳极，选择二氧化锰作为阴极，因为它的惰性和良好的导电性。作为二氧化锰的来源，他建议使用“相当不含脉石”的软锰矿，注意不要磨得太细以保持导电性。然后，他加入碳作为导电支撑，并将混合物压成一根棒子。作为电解液，他尝试了许多不同的碱金属盐。没有一个是令人满意的。但是用浓缩氯化铵，他获得了稳定的电压和稳定的电流，远远优于丹尼尔的电池。

他找到了电气工程师兼企业家查尔斯·莫伦(Charles Mourlon)作为投资者。他们和乔治的兄弟莫里斯一起开始制造电池，这种电池很快就被用于电报和银电镀行业。1870年，随着拿破仑三世的倒台，Leclanchés搬回了巴黎，乔治斯仍在修补和优化他的电池。1873年，他在氯化铵溶液中加入了淀粉。这种凝胶很好地固化了，提供了所需的导电性，使电池完全便携。“干电池”诞生了。

乔治没有活着看到电池市场真正起飞——他在1882年死于癌症。Leclanché电池一直是世界上最主要的电池，直到1900年左右，酸性氯化铵被氢氧化钾取代，容量翻了两番。今天，碱性锌/锰电池可以为无数的日常应用提供动力。

然而，这些杰出的能源仍然存在一个根本缺陷:你用过一次就把它们扔掉了。可充电电池无处不在，为什么我们仍然允许这种极其简单，但一次性的电化学技术在我们的电气化世界里?