第268章 四驱车教学

锂离子电池虽然没有使用金属形态的锂，但是如果长时间反复进行充放电的话，在负极的表面还是会形成须状的锂的结晶。这样的结晶到达正极发生短路的危险性虽然不高，但也不是绝对不会发生，直到现在，人们还没有发现完全抑制这种结晶形成的办法。

所以，即使电池本身没有任何质量问题，产生气体、发热起火等事故也会偶有发生。

所以这也让手机厂商很为难，如果我用手机起火了，把腚烧了，我肯定要投诉厂家索取赔偿，厂家心中一定是一万头草泥马奔驰而过，他想说这是你自己使用不当，但他真是说不出口。”

讲到这里，下面一个学生举手，刘元点头，

“老师，我家里就是卖手机的，你刚才说的我不是很同意，我们家卖各大品牌的手机，其他牌子基本没有顾客过来说电池爆炸的，唯独三星那个，每次出新品总会炸几次，这又该怎么解释？”

刘元笑笑，“那个啊，那就是它自己的问题了，他们为了追求大屏和超薄，已经让电池承受了太重了负担了，不得已之下只能把未经过完整检测试验的电池应用到手机上，才会发生这种事。

总的来看，锂离子电池是非常复杂的，根据不同的用途和不同的厂家，电池的组成和结构也有着很大的差别。

比如说，混合动力汽车使用的锂离子电池与手机的锂离子电池的正负极材料就大不相同。近年来，手机用的锂离子电池有些就采用了一氧化硅和合金等新负极，容量得到明显改进。

另外，一部分电动汽车用的电池开始使用纳米级钛酸锂作为负极，它相比之前的碳系负极来说，容量虽然有所下降，但是安全性要更高，毕竟汽车安全更是关乎生命。

另一方面，电池的安全保护也各不相同。

通常来说，锂离子电池都有内置电子回路，这种电子回路可以检测充放电时的电压和电池内部温度，达到一定的危险值时就会切断电路。所以，将锂离子电池拿到与原来设备不同的另一设备上反复使用是有危险的。在多数情况下，为了防止锂离子电池的混用，根据不同的设备，也会设计不同形状和大小的电池。

说到这里，还要给同学们提个醒，不要乱借别人的充电器，要借也找用一个牌子的，这是因为，为了给电池安全充电，充电器上一般都设计了检查回路，可以及时获得电池状态和温度的信息，防止过度充电，它的功能通常只对符合各个生产厂商规格的电池起到最佳效果。

现在全世界的趋势很明显，太阳能和电动汽车都必将是大势所趋，但是这二者共同面临着一个难题，那就是需要大量的二次电池。没有电池，太阳能就无法蓄电，电动汽车更是跑不起来。

锂离子电池当然可以干这个活，虽然它的储量还比较丰富，但它毕竟是一种稀有金属，而人类对锂资源的需求量是巨大的，以传统的锂离子电池为例，一辆电动车

所需的锂离子电池数量，就相当于一万部手机。所以，锂的储量将严重阻碍太阳能与电动汽车的发展。

在这种情况下，一部分科学家把目光投向了与锂相近的钠。

不过，由于钠的离子化倾向没有锂那么强，所以如果使用钠的话，电池的电压会比使用锂低0.3V，造成启动功率不足，另外，相比于锂来说，钠离子的体积是其2倍，原子量是其3倍，所以，从能量密度这一点来看，钠也不如锂。

不过，钠也有优势，那就是资源丰富、价格便宜，钠的蕴藏量是锂的百倍以上，通过电解法，直接可以从我们用的食盐氯化钠中提取。

所以，对于在汽车、自然能源发电上使用的大型二次电池来说，选择钠做电极还是很有吸引力的，当然了，二次电池的体积越大，钠离子电池的优越性就越强。

钠离子电池就是“水系钠离子电池”，也就是在电解质里使用水溶液，在正负极使用铁系化合物和有机化合物。

目前，钠离子电池的开发已经在全世界范围内展开，开始大规模应用在以储存夜间剩余的电量、调节风力发电和太阳能发电等电量的急剧变化为目的项目中。

接下来我们说说电池的充电问题，电池充电的过程，就是在电池内部发生与放电反应相反的化学反应，将电池内部的成分恢复到使用之前的原先的状态。

既然如此，那为什么有一次性电池呢？

其实，它们并非完全不能充电，对于碱性干电池和锌锰干电池来说，输入电池的电流能够让一次性电池也发生充电反应，能够给电池充一部分电的。

但是在充电反应的过程中，会产生氢气或是氯、气，由于一次性电池都是按照一次性用光来设计的，所以它的结构还承受不了充电后产生的气体的压力，其结果就是充电后很可能会发生内部压力升高而导致的爆炸、放热等一系列意想不到的问题。

我还记得我小时候，那个有个很好玩的玩具，叫做四驱车，不知道你们了解过没？

四驱车用马达驱动，驱动马达的也是电池。

要是充电电池那是很贵的，我当时一天就1块钱零花钱，要是买电池了这不得被揍死么，所以只能买物美价廉的555，但是555一会就完蛋了，所以也经常借有钱同学的充电器一用，充上半小时电，四驱车就又能风驰电掣了，但是基本上第二次再充就不行了。”

说到这儿，刘元变魔术一般掏出一个造型精美的四驱车出来，又拿出两节干电池装上去，按下开关，玩具车立刻发出呜呜的机械摩擦声，在学生们的椅子下乱窜。

这些10后的孩子们几乎没玩过这种复古的玩具了，一个个瞪大眼睛，像发现新大陆一样充满兴趣，四驱车的马达改装过的，没跑几分钟就耗尽了干电池的电量，越跑越慢，最后停了下来。

刘元见状拿出从闲鱼那里淘来的干电池充电器，

现场验证刚才所讲的理论，实践与理论结合，加深孩子们的认识。

“下面我们来说说电池的容量，我没猜错的话，大家应该都是人手一部手机一个充电宝吧，对于上面描述的容量都有直观的印象。

电池的容量是用多少多少毫安的电流流过多少小时来表示的，单位记做mAh，mA代表毫安，h代表小时。

镍氢电池上面一般都标记有1000mAh或2500mAh的字样，这个1000mAh就是指用100毫安的电流能放电10小时。

装载在现在智能手机上的锂离子电池容量一般在2000-3000mAh，不过，在使用手机时感受到的待机时间，不仅仅由电池的容量来决定，还有非常重要的一点，这就是如何节能地启动手机内部的单元，这就要看不同品牌手机各自的智慧了。

至于未来的电池将会是什么样子的，这就是X公司正在研究的方向了，我可以告诉大家的是，环保电池将会是一大趋势，所以未来的电池也许会抛弃金属，至于用什么材料来替代，很有可能是聚合物，也有可能是我们现在根本想不到的物质。

最后，电池也有其极限，这个极限就是化石燃料燃烧时的热能。同时，电池在未来也必将被淘汰，因为在未来，通过光、热、压力等各种外部刺激，我们完全可以做到电能的随用随取，这就好似传说中的亚特兰蒂斯，整个城邦就使用一个类似太阳能的装置就行了。

现在看来这就是神话，但亚瑟-克拉克告诉我们：任何先进的科技，初看起来都与魔法无异。”

一节四十五分钟的课刘元讲了一个多小时，学生们却丝毫没有拖堂的不满，听得兴味盎然，最后下课的时候，一个体格健壮，脸上没脱去稚气的学生举手问道：“刘老师，我经常上网，看见有报道说枫叶国扣留你，是要抢你手里的超级电池技术，我想问下，该怎么办？”

刘元笑了笑，“你喜欢它们的电影吗？”

壮小伙点点头。

“可是我们现阶段比不过，该怎么办？”

壮小伙想了想，“努力学习，创新，然后超过它们。”

“不，直接把它们砸烂，把人抢过来就可以了。”

——

这天下班，杨平凡看见吴琪锋站在公司门口四处张望，便上前打招呼，原来是车子坏了。

“上车，反正我没啥事，拉你一程。”

“这怎么好意思，我已经叫了滴滴……”

“咱俩谁跟谁啊，走吧，再说我还没去你家坐坐呢！”

吴琪锋也不矫情，上车，告诉杨平凡一个地址。

吴琪锋家在郊区，顺着地图导航，杨平凡的车在一个小汽修厂前停下，“呦，没想到你还开了个汽修厂呢。”

吴琪锋挠挠头，“老丈人开的，媳妇也在这里帮忙，进来坐坐吧，喝杯茶。”