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鐵鎳電池的前世與今生

2020-12-03 09:34 性質:原創 作者:小桐 來源:中國叉車網-中叉網
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中叉網按:“新能源”一詞在最新全球能源榜單上成為熱門話題,集中體現在電動車、電池、儲能幾個方面。其中作為電化學儲能的鋰離子電池是這個榜單上的冠軍。值得...

中叉網按:

新能源”一詞在最新全球能源榜單上成為熱門話題,集中體現在電動車、電池、儲能幾個方面。其中作為電化學儲能的鋰離子電池是這個榜單上的冠軍。值得注意的是,鋰離子電池的安全性及報廢電池給環境造成的危害是眾所周知的,盡管人們正在努力尋找克服的辦法,但事實上收效甚微。全球的科學家們最近幾十年一直致力開發新型的環保電池,認為氫燃料電池是最終極的清潔能源。但就目前的技術發展來看,其制造和使用成本、氫的生產、儲存、運輸等諸多障礙使得推廣應用困難重重。

在眾多電池體系中,尋找一種集環保、安全、長壽命、材料廉價易得的電池,使得我們不得不把時光回溯到110多年前,重新審視美國偉大的發明家托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)發明的鐵鎳電池,這種電池至今讓人最為深刻的印象是環保性和持久的耐用性。

中叉網通過互聯網,在中國的百度、美國維基百科以及各種渠道收集和編輯關于“鐵鎳電池的前世與今生”。

前言:

鐵鎳電池是愛迪生眾多發明當中的一種可充電電池,它的正極是氧化鎳,負極是鐵,電解質(電解液)是氫氧化鉀。它是一種用于長時間、中等電流情況下的可充電式電池。這種電池的工作電壓通常是1.2V,但它很耐用,能夠經受一定程度的使用事故(包括過度充電、過度放電、短路、過熱),而且經受上述損害后仍能保持很長的壽命。儲存20年后仍能工作。而它的缺點則是單位質量(體積)儲存的電能少,在低溫時性能低下以及與鉛酸電池相比時所突顯的高制造成本,這是它普及應用受到客觀限制的一個原因。

1、歷史回顧

美國發明家托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)在1902年發明了鐵鎳電池,在美國申請了NiFe專利,并用作美國底特律電氣和貝克電氣公司的電動汽車的動力能源。愛迪生聲稱鐵鎳設計“遠遠優于使用鉛板和酸的電池”(鉛酸電池)。第一次世界大戰之前,愛迪生和福特汽車都曾在電動汽車上有合作。

圖-1912年,帶有鐵鎳電池的底特律電動汽車

托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)希望用更耐用,更輕巧的電池替代早期電動汽車中的鉛酸電池。幾家早期的汽車制造商在20世紀初提供了鐵鎳電池。 當時鐵鎳電池是一種比較昂貴的電池,像杰伊·萊諾(Jay Leno)這樣的收藏家所擁有的大多數汽車仍然包含一戰前制造的功能正常的鐵鎳蓄電池。加拿大的皇家不列顛哥倫比亞博物館和不列顛哥倫比亞省水利博物館都收藏有鐵鎳電池驅動的工作車。

圖-早期的鐵鎳電池

愛迪生的鐵鎳電池大約在1903年至1972年由位于美國新澤西州東奧蘭治的愛迪生電池存儲公司生產,該產品為公司帶來了巨大利潤。1972年,愛迪生電池公司賣給了Exide電池公司,后者在1975年便停止了生產。

英國的Eagle-Picher公司在1970年做廣告推出鐵鎳電動汽車,稱這種電池所擁有的壽命可以與您擁有的汽車壽命一樣長。該公司從Exide購買了鐵鎳電池作為其汽車動力電池。在1990年初,該公司還準備將其應用于所有電動汽車上,沒有人真正知道為什么Exide電池公司在1975年卻沒有實施這項技術。

有趣的是,從1910年到1965年的所有鐵路都使用鐵鎳電池來為火車車箱照明供電。第二次世界大戰中德國使用的V2型火箭的主要電源是50V的鐵鎳電池。然而,有關電池的技術文獻(例如Audel的New Electric Library)僅提及始于1945年的鉛酸電池。在Audel的指南中,有關電池歷史的章節甚至將其刪除。因此看來,到第二次世界大戰結束時,鐵鎳電池的知識已不再在技術手冊中出版。但是在第二次世界大戰期間,V2火箭是由鐵鎳電池供電的。從技術文獻中消失的原因或成為一個謎,不得其解。

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