学校物理、历史、语文、政治、数学、英语、地理学科都展示了学生们丰富多彩、独具特色的作业内容。
本期呈现的是学校化学组的走“心”作业。
化学组
化学与经济发展、社会文明密切相关，也是材料科学、生命科学、环境科学、能源科学和信息科学等现代科学技术的重要基础。化学在促进人类文明可持续发展中发挥着日益重要的作用，是揭示元素到生命奥秘的核心力量。
高中化学课程是落实立德树人根本任务、发展素质教育、弘扬科学精神、提升学生核心素养的重要载体。以发展化学学科核心素养为主旨，选择体现基础性和时代性的内容，设置满足学生多元发展需求的个性化作业，关注多学科之间的融合，引导学生关注与化学有关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。运用化学实验、查阅资料文献等方法进行实验探究，勤于实践，善于合作，敢于质疑，勇于创新。
【作业设计】
一、金属小报——认识身边的氧化剂与还原剂
完成一张关于某种金属的小报，内容可以涉及其物理性质、化学性质，该金属在生产生活中的应用（可以包括该金属的化合物）。
二、水果电池——原电池小实验
完成实验报告（实验材料、实验步骤、实验现象、实验结论），上传实验视频或者照片。
三、查阅资料，完成科技小论文——电池的发展史。
（选择性完成至少一项自己感兴趣的任务，可以小组合作完成）
作业展示
01
金属小报
铁 高二2班 蒋健辉 孙锐
作业点评：
在金属小报的制作过程中，高二2班蒋健辉和孙锐两位同学，从地理学科的角度介绍了铁的存在与分布，从历史学科的角度介绍了铁器使用的变迁，结合铁的相关化学性质，从其物理性质中延伸出铁在人文领域中给人的启示：铁象征着坚韧、力量和勇气，《钢铁是怎样炼成的》既有着其文学内涵，也从字面上与小报内容十分契合。最后，在小报的中间以非遗传承的“打铁花”结束——曾经的它以金戈铁马保家卫国，现在的它用火树银花见证平安喜乐。这也是铁自己前世与今生的对话。
（化学教研组长 罗莺）
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金 高二6班 谭子研
镁 高二7班 王艺婕
钛 高二5班 戴菲
锑 高二2班 乔上荣 孙辰
褚结羽吾 裘桢皓 孙佳慧
汞 高二6班 陈有优
镁 高二4班 孙佳逸 张云平 江稼易
管畯杰 钱郑浩 韩钰钧
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铂 高二5班 吴娉婷
铝 高二4班 张米 张玥颖 张艺馨
铁铝钠 高二7班 刘程灏
铜 高二5班 张嘉怡
金 高二5班 王皓宸
铝 高二4班 韩晋 夏慧婷 赵彦希
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铋 高二2班 许佳美 钱雨欣 方佳妮 徐安琪
钨 高一3班 戚子薛 俞馨 谭鑫钰
铋 高二7班 钟孜豪
铌 高二7班 袁方舟
铝 高二1班 杨梓谦 王艺澄
陈宇浩 王文博 樊学森 郜一丞
钒 高二3班 刘佳墚 周怡郡
钙 高二1班 李雨璇 毛琳虹
王子振 侯益宸 俞奕婤 张嘉
02
水果电池
家庭小实验——果蔬电池制作
高二3班 彭婧瑜 臧晓寒
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一、实验材料
铜片，锌片，发光二极管，导线，一些果蔬
二、实验步骤
1. 在导线两端分别夹一个铜片和锌片，按顺序依次插入实验物中，每个实验物插入一个铜片和锌片，铜片和锌片不能接触。
2. 用鳄鱼夹各夹住一根二极管的针脚，其中连接铜片的导线上的鳄鱼夹住较长的针脚，连接锌片的鳄鱼夹夹住较短的针脚。
3. 连接完成后观察二极管是否发光。（关灯效果更佳）
三、实验现象
1. 当只用一个水果形成闭合回路时，肉眼和关灯情况下都不能观察到二极管发光。
2. 当用多个水果串联形成闭合回路时，肉眼看不见发光，但是关灯情况下可以观察到二极管发光。
四、实验原理
锌片，铜片，苹果用导线连接组成一个原电池，再形成闭合回路，使发光二极管可以亮起来。虽然有时候肉眼看不到光亮，并不是没有电流，而是电流较小，需要更为准确的电流表观察得到。
五、实验结论
本次实验中，小组成员选取各类果蔬来比较它们作为电源的效能，揭示水果种类、成熟度对电压输出的影响。结果显示，柠檬以其较高的酸度，往往能产生相对更强的电流，证明了电解质浓度的重要性。此外，电极材料的选择与接触面也会影响电池效率，展现了材料不同所产生的微妙之处。
果蔬电池制作实验报告
高二6班 朱欣妍
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实验材料：苹果，柠檬，锌片×4，铜片×4，双u导线3跟，单头鳄鱼夹导线2根，二极管2个，小刀
实验步骤：将U型叉导线两头各插上一个铜片和锌片，鳄鱼夹导线各插上一个铜片和锌片，按顺序依次插入4个实验物中，每个实验物插入一个铜片和锌片，铜片和锌片不能碰在一起，最后用鳄鱼夹各夹住一根二极管的脚，二极管长脚为正极反之短脚为负极，链接完成后观察二极管是否发光(连接方法见图)。因电流大小原因，尽量将实验移置在光线相对阴暗一点的环境下完成。
实验现象：小灯泡亮灯
实验原理：水果电池是一种利用水果中的化学物质与金属之间发生的化学反应来产生电能的装置。它的工作原理基于原电池的原理，即通过化学反应产生电子转移，从而产生电能。水果电池的制作材料包括水果（通常是酸性水果，如柠檬、苹果、橙子等）、导线、以及两种电化学活性不同的金属片（例如锌和铜）。当这两种金属片插入水果中时，由于水果中的酸性物质与金属之间的化学反应，发生了电子转移，形成电流，从而产生电能。这种电能可以用于点亮LED灯或其他小型电子设备。
高二6班 朱欣研
高二3班 彭婧瑜 臧晓寒
高二5班 冯喆宇
03
电池发展史
1
高二3班 袁可馨 陆铖洋
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电池发展史：从启蒙到创新的绿色能源之旅
引言
电池，作为能量储存与转换的关键设备，自其诞生以来，便深刻地影响着人类的生产生活方式。从最初的简单化学电池到如今的动力电池，技术的每一次飞跃都是人类智慧与自然和谐共生的体现。本文旨在全面回顾电池的发展历程，特别是动力电池的崛起，探讨其技术革新、市场应用以及未来的发展趋势，同时关注废旧电池回收的环保议题。
早期探索：电池的萌芽
原始电池的雏形
电池的概念最早可以追溯到18世纪末，意大利物理学家亚历山大·伏特（Alessandro Volta）在1800年发明了世界上第一个能产生连续电流的装置——伏特电堆（Voltaic Pile），它标志着电池的诞生。虽然这一装置与现代电池相去甚远，但它利用不同金属在电解液中产生的电位差产生电流的原理，为后来的电池技术奠定了基础。
干电池的普及
进入19世纪，约翰·丹尼尔发明了以二氧化锰为正极、锌为负极的丹尼尔电池，显著提升了电池的便携性和实用性。随后，干电池技术继续演进，碳锌电池因其成本低廉、储存方便的特性迅速普及，成为家用电器和便携设备的首选电源。
铅酸电池的诞生
19世纪中叶，法国人普兰特（Gaston Plante）发明了铅酸电池，这是首个可充电的实用电池。铅酸电池因其成本低廉、技术成熟而广泛应用于早期电力系统、车辆启动等领域，至今仍在一些特定场合（如汽车应急电源）中占据一席之地。然而，其能量密度低、重量大等缺点也限制了其更广泛的应用。
动力电池的崛起：新能源汽车的驱动力
从镍镉到镍氢的过渡
随着人们对更高能量密度电池的需求增加，镍镉电池和镍氢电池相继问世。这两种电池在上世纪八九十年代被广泛应用于便携式电子设备中，如早期的手机、笔记本电脑等。镍氢电池相较于镍镉电池，在记忆效应、环保性方面有所改进，但依旧未能满足电动汽车等高能量需求场景的要求。
锂电池的崛起
进入21世纪，锂离子电池（简称锂电池）凭借其高能量密度、长循环寿命、低自放电率等优势迅速崛起，成为动力电池领域的主流技术。锂电池最初由约翰·B·古迪纳夫（John B. Goodenough）等科学家在1980年代发明，随后经过不断优化和改进，逐渐应用于手机、笔记本电脑等消费电子产品。随着新能源汽车产业的兴起，锂电池作为动力电池的主要选择，迎来了前所未有的发展机遇。
动力电池的多样化发展
l 圆柱电池：以特斯拉为代表的企业采用的18650等型号圆柱电池，因其标准化程度高、易于规模化生产而受到青睐。
l 方形电池：宁德时代等企业主导的方形电池，以其高能量密度、良好的热管理性能在电动汽车市场占据重要地位。
l 软包电池：软包电池以其轻薄、可塑性强的特点，在新能源汽车及消费电子领域也有一定应用。
技术革新与市场应用
技术创新不断
近年来，动力电池技术不断创新，正极材料从最初的钴酸锂、锰酸锂发展到磷酸铁锂、三元材料（NCM/NCA）等，能量密度显著提升。2021年，我国正极材料出货量同比增长169%，动力电池产量达219.7GWh，同比增长247.1%，销量和装机量也均实现大幅增长。技术进步的背后，是电池企业对材料科学、电化学、制造工艺等多领域的深入探索与突破。
市场应用广泛
随着新能源汽车产业的蓬勃发展，动力电池市场需求激增。2021年我国新能源汽车产量为354.5万辆，同比增长159.52%，动力电池装机量达154.5GWh，同比增长142.92%。不同种类动力电池的应用场景逐渐细分，磷酸铁锂电池在短程低速或中短程电动车市场中占据主流，而三元锂电池则因其更高的能量密度在长途及高性能车辆中保持优势。
动力电池的未来展望
技术趋势
l 固态电池：作为下一代动力电池的热门候选，固态电池因其更高的能量密度、更好的安全性和更快的充电速度而备受关注。目前，全球多家企业正加速固态电池的研发与商业化进程。
l 电池管理系统（BMS）智能化：随着AI、大数据等技术的融入，电池管理系统将更加智能化，实现对电池状态的精准监测与预测，提升整车性能与安全性。
市场格局
l 多元化市场：随着新能源汽车产品多样化，不同地域、不同用途的车辆对动力电池的需求也将更加细分。预计到2022年及以后，中国新能源汽车市场将进一步细分，各类动力电池将各展所长。
l 国际化竞争：在全球碳中和背景下，动力电池产业成为各国争夺的战略高地。中国企业如宁德时代、比亚迪等已在全球市场占据重要地位，未来国际竞争将更加激烈。
废旧电池回收：环保与经济的双重考量
环保压力
废电池中的重金属、电解质等有害物质对环境和人类健康构成潜在威胁。因此，废旧电池的回收处理成为环保领域的重要议题。
回收技术发展
废旧电池回收技术的发展，旨在实现资源的最大化利用和环境污染的最小化。当前废旧电池回收技术主要分为干法、湿法和生物回收三大类。
l 湿法回收：作为目前的主流技术，湿法回收具有回收效率高、工艺相对成熟的优势。该技术通过化学方法，将废旧电池中的有用成分（如锂、钴、镍等）溶解到溶液中，再通过沉淀、萃取、电解等步骤进行分离提纯。湿法回收不仅能有效回收废旧电池中的有价金属，还能减少废渣和废水的产生，符合环保要求。
l 干法回收：干法回收主要是通过高温处理，将废旧电池中的金属成分进行分离和回收。该方法具有处理速度快、自动化程度高的特点，但相对而言能耗较高，且对设备的耐腐蚀性能要求较高。因此，干法回收往往作为湿法回收的配套工艺，用于处理湿法回收难以处理的材料。
l 生物回收：生物回收法尚处于实验室研究阶段，但具有潜在的应用前景。该技术利用微生物的代谢活动，将废旧电池中的金属成分转化为可回收的物质。生物回收法具有环保、低能耗等优点，但技术难度较大，需要克服微生物对复杂金属体系的适应性问题。
政策与市场驱动
废旧电池回收行业在政策支持和市场需求的双重驱动下快速发展。近年来，我国政府出台了一系列政策文件，鼓励和支持废旧电池回收产业的发展，初步建立了电池材料回收行业政策体系。同时，随着新能源汽车产量的快速增长，废旧电池的产生量也随之增加，为废旧电池回收市场提供了巨大的发展空间。
从市场空间来看，动力电池回收利用市场中的废旧电池再生利用已初具规模。随着技术进步和规模效应的显现，废旧电池回收的经济性和环保性将进一步提升，吸引更多企业和资本进入这一领域。
面临的挑战与对策
尽管废旧电池回收行业前景广阔，但仍面临诸多挑战。首先，废旧电池种类繁多、成分复杂，增加了回收处理的难度和成本。其次，废旧电池回收市场尚未形成完善的产业链和商业模式，需要企业不断创新和探索。最后，公众对废旧电池回收的认知度和参与度有待提高，需要加强宣传和教育。
针对以上挑战，可采取以下对策：一是加强技术研发，提高废旧电池回收的效率和经济效益；二是完善政策体系，为废旧电池回收产业提供更有力的支持；三是推动产业链上下游协同合作，形成完整的废旧电池回收处理体系；四是加强宣传教育，提高公众对废旧电池回收的认识和参与度。
锂电池产业现状与未来
全球产业快速发展
全球锂电池产业已进入快速增长阶段，中国作为全球最大的锂电池生产国和消费市场，在产业链中占据重要地位。随着新能源汽车、储能、消费电子等领域的快速发展，锂电池市场需求持续增长。我国锂电池出货量逐年上升，锂离子电池产量规模不断扩大，工艺技术不断提升。
制造工艺复杂
锂电池的制造过程繁琐且工艺复杂，涉及前段工艺（原材料制备）、中段工艺（电芯制作）和后段工艺（电池组装与测试）等多个环节。每个环节都需要严格的质量控制和技术支持，以确保电池的性能和安全性。
可持续发展理念下的新能源汽车行业
在可持续发展理念下，新能源汽车行业的发展潜力巨大。作为新能源汽车的核心部件之一，车用锂电池的性能直接影响着整车的续航里程、安全性和成本。因此，提升锂电池的技术水平和生产规模对于推动新能源汽车行业的发展至关重要。
产业发展策略
为了实现节能减排的目标和新能源汽车行业的可持续发展，需要采取以下策略：
一是加强技术研发和创新，不断提升锂电池的能量密度、循环寿命和安全性能；
二是完善产业链布局，推动上下游企业协同发展；
三是加强国际合作与交流，共同应对全球能源转型和环境保护的挑战；
四是加强人才培养和引进，为产业发展提供坚实的人才支撑。
总之，电池发展史是一部技术革新与市场应用相互促进的历史。随着新能源汽车产业的快速发展和废旧电池回收技术的不断进步，动力电池产业将迎来更加广阔的发展前景。同时，我们也应看到这一过程中面临的挑战和问题，并积极采取措施加以解决和应对。
2
高二3班 朱智婷 许乐宸 陈萧桐
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电池的发展史结合小报中金属材料钨之间有着一定的联系，尤其是在新能源电池领域，钨的应用逐渐增多。本科学论文将先阐述电池的发展史而后结合金属材料钨的日常应用来进行阐述。
一、电池的发展史
早期电池
电池的诞生，基于人们对于获取持续而稳定的电流的需要。
1780年，意大利解剖学家伽伐尼（Luigi Galvani）在做青蛙解剖时，两手分别拿着不同的金属器械，无意中同时碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激，而如果只用一种金属器械去触动青蛙，就无此种反应。伽伐尼认为，出现这种现象是因为动物躯体内部产生的一种电，他称之为“生物电”。
1799年，意大利物理学家亚历山德罗·伏特（Alessandro Volta）发明了第一款电池（Vlotaic Pile 伏特堆），他利用锌片（阳极）和铜片（阴极）以及浸湿盐水的纸片（电解液）制成了电池，以证明了电是可以人为制造出来的。1800年，伏特进一步改进了他的发明并公开。
1836年，英国化学家约翰·弗雷德里克·丹尼尔（John Frederic Daniell）通过变换电池形式，解决了伏特堆放电时产生的氢气气泡问题（由于发生化学反应产生了氢气，从而导致电池内部接触不良），此时电池可以达到1V电压。它提供了持续电流输出的能力，被广泛应用于通信和工业领域。
1859年，法国物理学家加斯顿·普兰特（Gaston Planté）发明了铅酸电池，利用铅不仅仅做到了极低的成本，还能够提供12V的电压，且能够充电循环使用。这类电池至今依然被广泛使用，车载蓄电池、早期电动车等。
1860年，法国的雷克兰士(George Leclanche)发明了碳锌电池，这种电池更容易制造，且最初潮湿水性的电解液逐渐用黏浊状类似糨糊的方式取代。
1887年，英国人赫勒森(Wilhelm Hellesen)发明了最早的干电池。
1890年，爱迪生发明可充电的铁镍电池。于1902年得到了进一步发展并发明了镍铁碱性蓄电池。
1899年，瑞典人沃尔德玛·琼格纳（Waldemar Jungner）发明了镍镉电池。
1910年可充电的铁镍电池商业化生产。
1950之后，加拿大工程师Lewis Urry发明了现在非常常见的碱性电池，就是平时生活中常用的一次性电池。
1989年，第一款商业镍氢电池问世。
1991年，索尼公司推出了第一款商业锂离子电池，由于锂电池的高能量密度和配方不同能够适应不同使用环境的特点，被现在广泛使用。
二、现代电池技术
如今，充电电池的种类越来越丰富，形式也越来越多样，从最早的铅蓄电池，发展到铅酸蓄电池、太阳能电池以及锂电池等等。与此同时，蓄电池的应用领域越来越广，电容越来越大，性能越来越稳定，充电越来越便捷。现在电池界最红的金属是“锂”。
锂电池的工作原理主要依赖于锂离子在正极和负极之间的移动。充电时，锂离子从正极材料脱离，通过电解质和隔膜移动到负极，并在负极嵌入；放电时，锂离子从负极脱离，再次通过电解质和隔膜移动到正极，实现能量的转换。这个过程伴随着电子通过外部电路的流动，从而产生电流。锂电池的内部结构通常包括正极、负极、隔膜和电解液。正极一般使用锂化合物，而负极使用碳素材料。锂离子在这些材料中嵌入或脱嵌，实现电池的充放电过程。了解了锂电池的使用和内部构造，也需要定期对锂电池进行维修与维护，避免极端温度对电池的影响。
随着科技的进步，人们对电池性能的要求越来越高，电池技术也在不断创新和变革。例如，固态电池、锂硫电池等新型电池技术正在研发中，有望进一步提高电池的能量密度和安全性。
三、金属材料钨在电池中的应用
钨在新能源电池中的应用
新能源汽车需要使用大量的高性能电池来提供动力。钨由于其独特的物理和化学性质，如高密度、高强度、耐腐蚀等，被用于制造电池的阳极材料。这有助于提高电池的能量密度和充放电性能。
此外，钨还可以用于制造电池的隔膜和外壳等部件。隔膜是锂离子电池中的关键组成部分，它位于电池的正极和负极之间，起着隔离和防止正负极直接接触的重要作用。钨材料的应用可以提高隔膜的耐热性和机械强度，从而提高电池的安全性和稳定性。
钨在电池领域的其他应用
除了在新能源电池中的应用外，钨还广泛用于风力发电机的叶片和齿轮等关键部件的制造中。这些部件需要承受高速旋转和恶劣环境的考验，而钨的高密度、高强度和耐腐蚀性等特性使其成为理想的选择。
在太阳能电池板中，钨也被用于制造电极和导电线路。由于钨具有高熔点、高电导率和高耐腐蚀性等优点，因此可以有效地提高太阳能电池板的效率和寿命。
四、总结
电池的发展史是一个不断创新和变革的过程。在这个过程中，金属材料钨凭借其独特的物理和化学性质在电池领域得到了广泛应用。随着科技的进步和人们对电池性能要求的不断提高，我们可以期待看到更多新型电池技术的出现以及钨等金属材料在其中的更多应用。同时，我们也需要关注电池技术的可持续发展问题，如提高电池的能量密度、延长使用寿命、降低环境污染等。
3
高二1班 王嘉毅 姚智轩 李兆轩
沈骏 陈沐 俞渊楠
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科技小论文
——电池的发展史
一． 引言
电池作为现在人类常常使用的工具，在过去的许多年中，电池经历了许多的发展，从最初的简单原理到现代高性能、多功能的电池系统，每一步都体现了人类对于能源利用的不断探索和创新。
二． 电池
电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
三． 电池的发展
I． 电池的历史发展历程
电池的发展历史可以追溯至18世纪。
1.电池的灵感来源与伽伐尼的研究
电池的诞生，基于人们对于获取持续而稳定的电流的需要。不过，电池的发明，是来源于一次青蛙的解剖实验所产生的灵感，多少有些偶然。
1780年，一次极为普通的闪电现象，使意大利的解剖学教授伽伐尼解剖室内桌子上与钳子和镊子环接触的一只青蛙腿发生痉挛现象，而也正是这一声惊雷就是拉开电池蓬勃发展的序曲。他花费了整整12年的时间，研究像青蛙腿这种肌肉运动中的电气作用。最后，他发现这种现象是在一种电流回路中产生的现象。但是，伽伐尼对这种电流现象的产生原因仍然未能回答。
伽伐尼的发现引起了物理学家们极大兴趣的，他们竞相重复伽伐尼的实验，企图找到一种产生电流的方法，意大利物理学家伏特在多次实验后认为：伽伐尼的“生物电”之说并不正确，青蛙的肌肉之所以能产生电流，大概是肌肉中某种液体在起作用。为了论证自己的观点，伏特把两种不同的金属片浸在各种溶液中进行试验。结果发现，这两种金属片中，只要有一种与溶液发生了化学反应，金属片之间就能够产生电流。
2.伏特的电池制造
1799年，意大利物理学家Alessandro Volta发明了第一款电池（Vlotaic Pile 伏特堆），他利用锌片（阳极）和铜片（阴极）以及浸湿盐水的纸片（电解液）制成了电池，以证明了电是可以人为制造出来的。
3.伏特电池的进一步改造——丹尼尔电池
1836年，英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液，解决了电池极化问题，制造出第一个不极化，能保持平衡电流的锌─铜电池。丹尼尔电池就是将Zn（锌）置于ZnSO4（硫酸锌）溶液中，将Cu（铜）置于Cuso4（硫酸铜）溶液中，并用盐桥或离子膜等方法将两电解质溶液连接的一种原电池。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“蓄电池”。近代商业性电池生产即起始于丹尼尔电池。
4.湿电池与干电池
也是在1860年，法国的雷克兰士（George Leclanche）还发明了世界广受使用的电池（碳锌电池）的前身。它的负极是锌和汞的合金棒（锌－伏特原型电池的负极，经证明是作为负极制作材料的最佳金属之一），而它的正极是以一个多孔的杯子盛装着碾碎的二氧化锰和碳的混合物。在此混合物中插有一根碳棒作为电流收集器。负极棒和正极杯都被浸在作为电解液的氯化铵溶液中。此系统被称为“湿电池”。
雷克兰士制造的电池虽然简陋但却便宜，所以一直到1887年英国人赫勒森（Wilhelm Hellesen）发明的最早的干电池后才被替代。相对于液体电池而言，干电池的电解液为糊状，不会溢漏，便于携带，因此获得了广泛应用。负极被改进成锌罐（即电池的外壳），电解液变为糊状而非液体，基本上这就是我们所熟知的碳锌电池。干电池（Dry cell）是一种以糊状电解液来产生直流电的化学电池（湿电池则为使用液态电解液的化学电池），干电池是一次性电池，由于干电池的电解液为糊状，不会溢漏，便于携带，因此在日常生活之中为普遍使用，它们可以使用于很多电器用品上。
5.从铅酸电池发展到锂离子电池
1850年，法国物理学家Gaston Planté发明了铅酸电池（阳极为铅、阴极为铅氧化物、硫酸溶液为电解质），利用铅不仅仅做到了极低的成本，还能够提供12V的电压，且能够充电循环使用。这类电池被广泛使用，车载蓄电池、早期电动车等都采用这类电池，截止2014年，全球约售出了4470万块铅酸电池。
1899年，瑞典人Waldemar Jungner发明了镍镉电池（镍为阴极、镉为阳极，采用液体电解液），也就是小时候经常会用到的随身听、四驱车所用的充电电池，为现代电子科技打下了基础。不过这类电池有个巨大的缺点，也就是老一辈人经常会告诉你充电池必须用完才能充电的原因，由于其化学特性的原因，如果未用完电量就充电，会发生“镉中毒”现象，导致电池“记忆”了“最低电量”，导致下次充满电量缩小，所以渐渐就被市场淘汰了。
1950年之后，加拿大工程师Lewis Urry发明了现在非常常见的碱性电池（锌为阳极、镁氧化物为阴极，氢氧化钾为电解液，也就是碱性电池名字来源），就是平时生活中常用的一次性电池，绝大多数都是不可充电的，当然也有特殊设计的碱性电池能够充电，甚至还能够通过按压电池表面显示当前电量。全球售出超过100亿颗。
1989年，第一款商业镍氢电池问世（阳极为金属氢化物或储氢合金、阴极为氢氧化镍），耗时超过20年研发，由戴姆勒-奔驰和德国大众赞助。通过新的配方，镍氢电池相较于镍镉电池提高了能量密度，并且污染减少。更重要的一点，镍氢电池没有“记忆效应”，所以不必像镍镉电池一样担心使用问题。除了大量被使用于数码产品之外，还被早期的丰田Prius混动车所采用。
1991年，索尼公司推出了第一款商业锂离子电池（阳极为石墨，阴极为锂化合物，电极液为锂盐溶于有机溶剂），由于锂电池的高能量密度和配方不同能够适应不同使用环境的特点，被现在广泛使用。
II． 电池的未来发展期待
技术发展趋势：
1.能量密度提升：电池的能量密度直接影响电动车的续航能力和使用便捷性。未来，电池技术将致力于提高能量密度，通过研发新型电极材料、优化电解质等手段，进一步提升电池性能。新型电池技术如固态电池、锂硫电池等可能成为未来电池技术的关键，这些新材料具有更高的能量密度和更长的循环寿命，能够显著提升电动车的性能和使用寿命。
2.充电速度提升：快充技术已成为电动车市场的重要关注点。未来，电池技术将聚焦于提升充电效率和安全性，通过智能充电管理系统优化充电过程，降低充电时产生的热量和电化学反应对电池的损害，实现更快速、更安全的充电体验。
3.环保与可持续性：随着环保意识的提升，电池技术将朝着更加环保、可持续的方向发展。例如，推广使用可再生材料、开发高效的回收技术，减少电池制造和处理过程中的碳排放和环境负荷。
市场发展趋势
1.新能源汽车市场推动：新能源汽车市场的持续增长将直接推动电池需求的提升。随着新能源汽车技术的不断成熟和市场的不断拓展，电池行业将迎来更广阔的发展空间。
2.国际市场拓展：我国电池企业国际影响力逐步提升，加速海外布局。面对庞大的海外市场，国内企业纷纷规划出海业务，推动电池产品在全球范围内的应用。
四． 总结
历经200多年来的发展，电池从最初最为简单的电池原理系统到现在拥有多种多样的、各种类型的电池，在这过去的时代中，这些发展了人们解决了许许多多的日常生活中的问题，尽管目前的电池发展已经拥有了相对不错的成果，但是人类对于能源利用的不断探索和创新永远不会停止，必将还会有更多种电池出现，电池也会有更大的发展，电池的发展之未来，值得我们每一个人期待。
五． 参考文献
https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E6%B1%A0/336292
https://www.sohu.com/a/234526578_99896109
https://www.huxiu.com/article/320923.html
https://baike.baidu.com/item/%E5%B9%B2%E7%94%B5%E6%B1%A0/3141301?fromModule=lemma_inlink
https://baike.baidu.com/item/%E5%8E%9F%E7%94%B5%E6%B1%A0/1120586
https://www.chinairr.org/report/R05/R0503/202401/18-592941.html
https://finance.sina.cn/2024-07-03/detail-incavuhm9656604.d.html
4
高二3班 吴奕欣 蒋忱霏 吴佳颖 杨储铮
姜臻远 陈家喻 许辰仪
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从早期的简单电池到现代高性能电池，阐述了不同类型电池的发明、特点及对社会发展的贡献。通过对电池发展史的研究，展现了人类在能源存储领域的不断探索与创新。
电池作为一种能够将化学能转化为电能的装置，在现代社会中起着至关重要的作用。从便携式电子设备到电动汽车，电池的应用无处不在。回顾电池的发展史，我们可以看到人类在追求高效、可靠能源存储方面的不懈努力。
（一）伏打电池
1800 年，意大利物理学家亚历山德罗·伏特发明了伏打电池。伏打电池由不同金属片和浸有盐水的布片组成，是世界上第一个真正意义上的电池。伏打电池的发明为电学研究提供了稳定的电源，推动了电学的快速发展。
（二）丹尼尔电池
1836 年，英国化学家约翰·弗雷德里克·丹尼尔发明了丹尼尔电池。丹尼尔电池采用铜和锌作为电极，硫酸锌溶液作为电解质，相比伏打电池，丹尼尔电池具有更稳定的电压和更长的使用寿命。
（三）铅酸电池
1859 年，法国物理学家加斯顿·普兰特发明了铅酸电池。铅酸电池以铅及其氧化物为电极，硫酸溶液为电解质，具有价格低廉、可靠性高、容量大等优点。铅酸电池广泛应用于汽车启动、通信备用电源等领域。
（四）镍镉电池
1899 年，瑞典发明家沃尔德马·尤格尔发明了镍镉电池。镍镉电池以镍和镉为电极，氢氧化钾溶液为电解质，具有充电速度快、循环寿命长等优点。镍镉电池在早期的便携式电子设备中得到了广泛应用。
（五）锂离子电池
20 世纪 70 年代，英国科学家 M.斯坦利·威廷汉姆开始研究锂离子电池。1991 年，索尼公司推出了第一款商业化锂离子电池。锂离子电池以锂化合物为正极，碳材料为负极，具有能量密度高、重量轻、自放电率低等优点。锂离子电池的出现极大地推动了便携式电子设备和电动汽车的发展。
（六）燃料电池
燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的装置。20 世纪 60 年代，燃料电池开始应用于航天领域。近年来，随着技术的不断进步，燃料电池在汽车、固定式发电等领域的应用越来越广泛。
电池的发展趋势主要包括以下几个方面：
• 高能量密度：消费者对电子设备的续航能力和电动汽车的续航里程有越来越高的要求。因此，提高电池的能量密度是一个重要的发展趋势。未来，可能会出现新的材料和技术，如固态电池、锂硫电池等，以实现更高的能量密度。
• 快速充电：缩短充电时间对于提高用户体验和电动汽车的普及至关重要。快速充电技术的发展可以减少用户的等待时间，提高电池的使用效率。目前，一些快充技术已经能够在较短时间内为电池充入大量电量，未来有望进一步缩短充电时间，甚至实现几分钟内完成充电。
• 长寿命：延长电池的循环寿命可以降低使用成本和资源浪费。随着技术的进步，电池的循环寿命不断提高，同时通过优化电池管理系统等措施，可以更好地保护电池，减少衰减，提高使用寿命。
• 安全性提升：电池的安全性一直是人们关注的重点，特别是在电动汽车等应用场景中。近年来，一些电池安全事故引起了广泛关注，促使行业加大对安全性的研发投入。未来，通过改进电池材料、优化电池结构设计、加强安全监测和保护机制等措施，将进一步提高电池的安全性，降低安全风险。
• 成本降低：降低电池成本对于推动电动汽车的普及和可再生能源的存储应用具有重要意义。随着生产规模的扩大、技术的成熟以及原材料供应的优化，电池成本已经在逐渐下降。未来，通过提高生产效率、降低原材料成本、改进制造工艺等方式，有望进一步降低电池成本，使其更具市场竞争力。
• 固态电池发展：固态电池被认为是未来电池技术的重要发展方向之一。与传统的液态电解质电池相比，固态电池具有更高的能量密度、更好的安全性和更长的循环寿命。目前，固态电池技术还处于研发和试点阶段，但已经取得了一些重要进展。未来，随着技术的不断突破和成本的降低，固态电池有望在电动汽车、消费电子等领域得到广泛应用。
• 新型电池技术涌现：除了固态电池，还有其他一些新型电池技术也在不断涌现，如钠离子电池、锌空气电池、锂空气电池、燃料电池等。这些新型电池技术各有特点和优势，有望在特定领域或应用场景中发挥作用，为电池技术的发展提供更多选择和可能性。
• 环保与可持续性：随着对环境保护和可持续发展的重视，电池的环保性和可持续性也成为发展趋势之一。这包括采用更环保的原材料、提高电池的回收利用率、减少生产过程中的环境污染等。
• 智能化与集成化：电池管理系统（BMS）将变得更加智能化，能够实时监测电池的状态、健康状况和性能参数，并根据这些信息进行优化和调整。此外，电池与其他设备或系统的集成化程度也将提高。
电池的发展史是人类不断探索和创新的历史。从早期的简单电池到现代高性能电池，每一次电池技术的进步都为社会的发展带来了巨大的推动作用。随着科技的不断发展，我们有理由相信，未来的电池技术将更加先进、高效、环保，为人类的可持续发展提供更加可靠的能源存储解决方案。
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高二6班 吕布染
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一、引言
电池作为一种能够将化学能转化为电能的装置，在现代社会中扮演着至关重要的角色。从便携式电子设备到电动汽车，从可再生能源存储到航空航天领域，电池的应用无处不在。了解电池的发展历史对于深入理解其工作原理、性能特点以及未来发展方向具有重要意义。
二、早期电池的探索
（一）巴格达电池
约公元前 250 年，在伊拉克巴格达附近发现的一种疑似电池的装置，被称为“巴格达电池”。虽然其具体用途尚不明确，但它开启了人类对电能存储的早期探索。
（二）伏打电堆
1800 年，意大利科学家亚历山德罗·伏打发明了伏打电堆，这是现代电池的雏形。伏打电堆由锌片和银片交替堆叠，并在中间夹有浸湿的纸板或布片。它首次实现了将化学能稳定地转化为电能。
三、19 世纪至 20 世纪初的发展
（一）丹尼尔电池
1836 年，英国科学家丹尼尔发明了丹尼尔电池，改进了伏打电堆的性能，提高了电池的稳定性和电流输出。
（二）铅酸蓄电池
1859 年，法国物理学家普兰特发明了铅酸蓄电池。这种电池以铅及其氧化物为电极，硫酸溶液为电解液，至今仍广泛应用于汽车启动电源和储能系统。
四、20 世纪中期以来的重大突破
（一）镍镉电池
20 世纪 50 年代，镍镉电池问世。它具有较高的能量密度和循环寿命，在便携式电子设备中得到了广泛应用。
（二）镍氢电池
20 世纪 90 年代，镍氢电池逐渐取代镍镉电池。镍氢电池具有更高的容量和更好的环保性能。
（三）锂离子电池
1991 年，索尼公司推出了第一款商用锂离子电池。锂离子电池凭借其高能量密度、低自放电率和长循环寿命等优点，迅速成为电子设备和电动汽车的主流电源。
五、现代电池技术的发展趋势
（一）高性能材料的研发
为了进一步提高电池的性能，科学家们致力于研发新型电极材料、电解质和隔膜等。例如，硅基负极材料、固态电解质和纳米结构电极等的研究都取得了一定的发展。
（二）电池管理系统的优化
先进的电池管理系统能够有效地监测电池的状态，提高电池的安全性和使用寿命。
（三）大规模储能应用
随着可再生能源的快速发展，对大规模储能电池的需求日益增长。液流电池、钠硫电池等技术在大规模储能领域展现出了广阔的应用前景。
六、结论
电池的发展历史是一部不断创新和突破的科技史。从早期的简单发明到现代高性能、多样化的电池技术，电池的性能和应用领域不断拓展。未来，随着新材料、新技术的不断涌现，电池技术将继续取得重大进展，为人类社会的可持续发展提供更强大的动力支持。
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编辑｜张莞萱
校阅｜高闽
审核｜陆秀芹 陈佳彦
