蓄電池是愛迪生繼電燈后最耗費(fèi)心血的一項(xiàng)
相信每個(gè)人都有過這樣的經(jīng)歷，電視劇正演到精彩處，突然停電了。即使行動(dòng)再迅速，等你找到原因重新開始的時(shí)候，最感人的一段已經(jīng)過去了。當(dāng)然，如果在家里備一個(gè)蓄電池，那就可以平心靜氣地看完這一段再去看看究竟是保險(xiǎn)絲出了問題還是供電局暫時(shí)停電。
感謝托馬斯·阿爾瓦·愛迪生，要不是他在1902年5月28日宣布發(fā)明了一種比以前的鉛酸電池重量輕但使用壽命更長(zhǎng)的新式鎳鐵蓄電池，我們的現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展也許就要滯后好幾十年了。當(dāng)然，這一過程并不容易，即使是天才的愛迪生，也花了10年的光陰，耗費(fèi)300萬元巨資，實(shí)驗(yàn)的次數(shù)高達(dá)5萬次之多。用他的話說，這么多次試驗(yàn)的結(jié)果至少是讓“我們已經(jīng)知道有好幾千種材料不能用來做蓄電池”。
1860年，法國(guó)人普朗泰發(fā)明了鉛酸蓄電池，其原理就是利用鉛和硫酸化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流來解決發(fā)電機(jī)突然無法工作時(shí)的電源供給問題。但是這種鉛酸電池因?yàn)閮?nèi)置硫酸，在搬運(yùn)時(shí)非常容易發(fā)生危險(xiǎn);而且供電時(shí)間太短，被稱為短命電池。意識(shí)到這一問題的愛迪生開始嘗試用不同材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，希望可以解決這一問題。他很快就意識(shí)到問題出現(xiàn)在硫酸上。于是決定用堿性溶液代替硫酸，并找到一種合適的金屬來代替鉛。經(jīng)過三年的試驗(yàn)，愛迪生終于找到了屬性相對(duì)穩(wěn)定的金屬——鎳和鐵。1902年夏天，愛迪生用新電池組裝了6部電動(dòng)車，準(zhǔn)備做一次電池動(dòng)力的試驗(yàn)。這次試驗(yàn)行程5000英里，每充一次電，可走100英里。愛迪生對(duì)這次試驗(yàn)做了驚險(xiǎn)的描述，他說：“每到急轉(zhuǎn)彎，我都以為要翻車。”他還把蓄電池從四樓扔下去來測(cè)試蓄電池的結(jié)實(shí)程度。當(dāng)然，最后證明這種負(fù)極為鐵粉，正極為氧化鎳，電解質(zhì)為氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液的蓄電池確實(shí)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、經(jīng)久耐用。
相較硫酸做電解質(zhì)的酸鉛蓄電池，這種新蓄電池的電解液(30%的濃氫氧化鉀溶液)的密度在充電和放電時(shí)相同。單只鎳鐵蓄電池的電動(dòng)勢(shì)在充足電時(shí)為1.3V，實(shí)際能量密度10~20瓦/時(shí)/千克，在放電時(shí)電量會(huì)不斷降低。因此，它不能作電位差計(jì)的工作電源，但它能提供大電流，在不充電的情況下保存也不會(huì)損壞。鉛酸電池在開始充電時(shí)往往有氣泡產(chǎn)生，而鉛蓄電池僅在充足電時(shí)才產(chǎn)生氣泡。這種新型蓄電池可以作為啟動(dòng)、牽引動(dòng)力的儲(chǔ)備電源，廣泛應(yīng)用于汽車、電車、電話、信號(hào)和實(shí)驗(yàn)室等方面。但是以愛迪生的嚴(yán)謹(jǐn)，決不能容忍他的產(chǎn)品有任何疏漏。在1904年測(cè)試成功蓄電池可以使用并投入市場(chǎng)后，他很快發(fā)現(xiàn)這種新型蓄電池有漏電的問題，于是把市場(chǎng)上的所有產(chǎn)品召回，重新進(jìn)行技術(shù)工藝改善。真正等到鎳鐵蓄電池再次大規(guī)模使用時(shí)，已經(jīng)是4年后的1909年。
正如他的兒子查爾斯·愛迪生所形容的那樣，在蓄電池發(fā)明的這10年，愛迪生從來沒有睡過八小時(shí)。或許正是這樣的辛勞研究，才會(huì)使我們享受他留給今天的2000多個(gè)發(fā)明。
