蓄電池是愛迪生繼電燈后最耗費心血的一項
相信每個人都有過這樣的經(jīng)歷，電視劇正演到精彩處，突然停電了。即使行動再迅速，等你找到原因重新開始的時候，最感人的一段已經(jīng)過去了。當(dāng)然，如果在家里備一個蓄電池，那就可以平心靜氣地看完這一段再去看看究竟是保險絲出了問題還是供電局暫時停電。
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300萬元巨資，實驗的次數(shù)高達(dá)5萬次之多。用他的話說，這么多次試驗的結(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)電機突然無法工作時的電源供給問題。但是這種鉛酸電池因為內(nèi)置硫酸，在搬運時非常容易發(fā)生危險;而且供電時間太短，被稱為短命電池。意識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，愛迪生終于找到了屬性相對穩(wěn)定的金屬——鎳和鐵。1902年夏天，愛迪生用新電池組裝了6部電動車，準(zhǔn)備做一次電池動力的試驗。這次試驗行程5000英里，每充一次電，可走100英里。愛迪生對這次試驗做了驚險的描述，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試蓄電池的結(jié)實程度。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結(jié)構(gòu)堅固、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相同。單只鎳鐵蓄電池的電動勢在充足電時為1.3V，實際能量密度10~20瓦/時/千克，在放電時電量會不斷降低。因此，它不能作電位差計的工作電源，但它能提供大電流，在不充電的情況下保存也不會損壞。鉛酸電池在開始充電時往往有氣泡產(chǎn)生，而鉛蓄電池僅在充足電時才產(chǎn)生氣泡。這種新型蓄電池可以作為啟動、牽引動力的儲備電源，廣泛應(yīng)用于汽車、電車、電話、信號和實驗室等方面。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年測試成功蓄電池可以使用并投入市場后，他很快發(fā)現(xiàn)這種新型蓄電池有漏電的問題，于是把市場上的所有產(chǎn)品召回，重新進行技術(shù)工藝改善。真正等到鎳鐵蓄電池再次大規(guī)模使用時，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。或許正是這樣的辛勞研究，才會使我們享受他留給今天的2000多個發(fā)明。
