第469章 电池（一）

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【在电力发展应用中，非常多的电器应用场景是难以用固定电源供应电力的。

像是手电筒、无线电发报机、手机、无人机、助听器，更有车载、机载的各种电器设备。

这些电器的应用场景多有脱离固定电源使用的需要。

而要给这些应用场景多样且重要的电器一个发展诞生的环境，就必须解决电源不可便携移动的问题。

这个答案便是此前有所提及的电池。

电池的基本作用就是可储存电力，并在需要时释放电力给电器供能，这就是所谓的移动电源。

首先要明确电力就是电子的流动所具有的能量对外产生作用。

那么电池的问题就是要解决电子从哪里来的问题。

世间绝大多数物质的原子都带有电子，其中原子核里有质子，质子带正电，原子核的外层就是带负电的电子围绕原子核运动。

质子理解为正1，电子理解为负1，原子中质子的数量与电子的数量相等时，它们所带正负电荷相互抵消，原子整体便呈现电中性。

而在自然状态下，世间绝大多数原子都呈电中性。

不同的物质元素又具有层数不一的电子，电子越靠近原子核所受质子的吸引力越大，就越不容易脱离原子形成自由电子，而电流就是无数自由电子朝同一个方向流动。

有的元素其原子电子层只有一层，有的两层、三层。

但是也不完全是电子层越少，电子就越难脱离质子成为自由电子，这里还有个要素取决于质子的数量。

比如氢原子只有一个质子一个电子，其电子只受一个质子的吸引，原子核对电子的束缚作用相对较弱。

在加热、光照或与其他具有较强夺电子能力的物质发生反应时，氢原子的电子很容易获得足够的能量而脱离原子，形成自由电子。

那这是否就意味着氢元素很适合作为电学材料呢？

答案是并不能。

因为还要考虑一个重要的问题，那就是元素的存在形态，氢在常温常压下以双原子分子的氢气形式存在，是一种气体。

气体中原子间距离大，电子很难在原子间定向移动形成电流，不利于导电，这与常见的固态导电材料不同。

同时氢元素又因为容易失去电子所以表现地很活泼，在空气中与氧气反应发生燃烧，与金属接触又会容易形成氢化物。

所以结合质子数量、电子层数，以及存在形态后，适合作为电学材料的反倒是拥有四层电子的铜原子。

铜原子有29个质子，四层电子从内到外分别是2个，8个，18个和1个。

它的质子数虽然多，但是它却符合电子层越多，且电子层外围的电子数越少，就越容易形成自由电子。

也就是铜原子最外层的那一个电子容易受外力影响脱离束缚成为自由电子。

这也是为什么铜的导电性很好，很适合做为导线使用。

并且铜只要施加很小的电压就能产生电流，甚至小到电压只要不为零就行。

所以科学家们一开始都倾向于用铜作为电池的原料之一。

如果能找到一种缺失了电子，很容易从外界获得电子的物质，并将这个物质与铜相连产生电子流动。