電池百科

在日常生活中，電池無處不在。現在每個人都離不開智能手機，但經常會對電池的續航能力發出抱怨。除了手機和電腦，還有很多常用的電動工具，年輕人和孩子們的玩具或者機器人，乃至重要的電動汽車，核心都需要用到電池。

除了這些大家耳熟能詳的物品，其它方方面面也都需要用電池。比如，有一些病人安裝心臟起搏器，心臟起搏器電池壽命就和病人的生活質量有很大關系，因為電池用完了，就需要再動一次手術專門來替換電池；如果想用風能、太陽能或者其他可再生能源，就需要電網有很好的儲能能力；當然還有太空衛星，這些都需要電池技術。

電池技術這么重要，它是怎么發明出來的呢？

1786年，在意大利博洛尼亞大學有一個解剖學家叫伽伐尼，他在做青蛙解剖實驗的時候發現，金屬的解剖刀觸碰到青蛙肌肉的時候，青蛙會跳，腿會有痙攣的現象。這個發現讓人非常驚訝，他認為這里有生物電。

在公元十八世紀時，人們對電的認識主要來自摩擦起電和自然界的雷電，所以之前跟電有關的現象，皮毛摩擦、萊頓瓶等都是靜電。在青蛙腿上發現跟摩擦生電一樣的現象，在當時的確是令人驚奇的。1791年這個成果發表以后，引起人們很大重視。

比如，它引起了意大利另外一位大學教授伏打的注意。伏打重復并且檢驗伽伐尼的實驗，在重復很多次之后，他想：青蛙腿痙攣的現象，會不會跟生物沒有關系？蛙腿或許只是一個導體？

為了證明這個觀點，他把跟生物有關的因素都除去，用兩種不同的金屬來產生電流。的確，最終他用像活潑的鋅和不活潑的銀或銅這樣不同的金屬，浸在有鹽水的紙板里，產生了持續的電流。這就是人類歷史上第一個電池——伏打電堆。

伏打親手制作的“伏打電堆”，現藏于意大利伏打博物館，：維基百科

1800年伏打的這個研究使人們對電的認識從靜電進入到動電。當時征服了意大利的拿破侖認識到這個研究工作很重要，授予了伏打爵士身份。直至現在我們物理學中電壓的單位“伏特”也是以他的名字命名。

當然，這個工作的重要性不僅僅在于得了獎，它為電磁學的出現和發展奠定了基礎。法拉第的電磁感應實驗是在1831年做的，如果當初沒有伏打電堆，法拉第就沒有辦法做電磁感應實驗，人類就沒有辦法建立電磁學知識體系。

那么伽伐尼是不是錯了？實際上伽伐尼非常堅持自己的看法，他認為自己的實驗是沒有問題的，并且做了很長時間實驗來驗證。伏打說電流來自兩種不同的金屬，伽伐尼干脆去做一個實驗，不用任何金屬，他用青蛙的神經去碰青蛙腿的肌肉，發現青蛙腿還是會痙攣，這說明即使沒有金屬，沒有外界的伏打電堆，生物也會對電信號有反應，還是存在生物電。

所以伽伐尼也是對的。這個現象在經過多年深入研究后，最終產生了現代的電生理學。我們到醫院去做心電圖、腦電圖，都跟電生理學有關，無論美國還是中國，都在研究神經科學、腦科學，這些信號傳輸都是基于人體里離子產生的電流。

可以想象，在十八世紀到十九世紀轉折的階段，伽伐尼和伏打的學術爭論，對于人類知識體系的構建非常有意義。

根據伏打的結論，只要有兩種不同的金屬，有傳導離子的媒介，很多東西都可以做電池，浸了鹽水的紙也可以用來做電池。一個比較有趣的事情，我們用水果也可以做電池

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