互动科普

直到数年前，干电池基本都还是“一次性”的。现在，可充电电池的销量正逐渐增加。使用这种电池，不但可以减少废旧电池的数量，长远来看也比较经济。那么现在所使用的是何种技术呢？

电池是制造电子（电力）的装置。使用时，自电池内部的负极将电子传出，同时正极接收来自外部的电子。一次性干电池的寿命终止于负极的电子全部释放完毕。而可充电电池，可以在释放完电子的负极上再次积累电子。

图1. 镍氢电池的构造

图为5号镍氢电池（Eneloop）。由负极、正极以及渗入了电解液的隔膜构成。与干电池相比，Eneloop虽然价格较高，但从长远来看反而更经济。例如，一节Eneloop的价格约为人民币46元，充电器价格约为人民币233元，充电一次花费的电费约为0.016元。以这个标准来计算的话，由于一节Eneloop电池可重复使用约1500次，每充一次电（即获得与一节一次性干电池相当电量）的平均花费约为0.2元。

作为与干电池外形相同但可充电的电池，现如今最为普遍的是“镍氢电池”。在镍氢电池中，氢原子负责电子的输出或接收。

其原理是负极积聚的氢原子释放出电子变成“氢离子”，然后氢离子往正极方向移动，接受来自外部的电子。充电时与此相反，移动到正极的氢原子释放出电子变成氢离子，然后移动到负极恢复到原来的状态。

可以说，影响镍氢电池性能的就是作为负极的“储氢合金”的性能。储氢合金是指“易与氢反应的金属（稀土元素等）”和“不易与氢反应的金属（镍等）”所构成的合金。这种合金，可对氢原子进行流畅的吸收和释放。也就是说，放电时合金可轻松释放出氢离子，充电时氢离子可轻松进入合金。如果能对这种性质加以合理有效地利用的话，则可使电池的电压变得更高。

镍氢电池通过使用新型的储氢合金等，正逐步使之前从未有过的高电压（使用时）成为现实。并且，不但可进行约1500次充放电，每一次充电后的使用寿命能达到一次性干电池的约4.4倍之久。

（本文发表于《科学世界》2011年第7期）