小數蛙和狐狸貓一起來到大賣場 購買日常用品 他們拿著購物清單沿著賣場走道挑選 走到電池貨架前時 小數蛙卻楞住了 小數蛙心想: 哇!這麼多種電池? 我怎麼知道要買哪一種的3號電池? 此時 狐狸貓推著購物車過來了 就問他: 小數蛙 你怎麼看起來很煩惱? 小數蛙說買電池好麻煩 怎麼有這麼多種? 狐狸貓笑著說: 那是因為…… 從西元1799年發明出伏打電池之後 隨著科技進步 電池成為我們生活中不可或缺的一部分 不僅可以為手機、手錶、 電腦、遊戲手把供電 甚至連汽車、飛機等也都會用到電池 生活中常見的電池 依照重複使用的特性 分為:只能用一次 用完就丟 不能充電的「一次電池」 例如:乾電池 以及可重複充電、循環使用的「二次電池」 也就是充電電池 乾電池是西元1865年由法國化學家勒克朗舍發明的 他將伏打電池中的電解質水溶液 以糊狀的電解質取代 而現代的乾電池就是以此為基礎 再作改良 譬如:碳鋅電池和鹼性電池 通常聽到的乾電池指的是「碳鋅電池」 結構上是以鋅的筒狀外殼 作為負極 中間的碳棒 作為正極 導出電流 並由二氧化錳接收電子進行化學反應 而正極與負極之間 則填充糊狀的氯化銨電解質 碳鋅電池平均電壓約為1.5伏特 在放電後電壓會逐漸降低 較不穩定 比較適合 耗電量小的電器 像是遙控器或時鐘 狐狸貓請小數蛙想一下 乾電池分為碳鋅電池和鹼性電池 外觀看起來差不多 為什麼要分不同的名稱呢? 小數蛙猶豫的說: 嗯…是因為鹼性? 沒錯 雖然它們的外觀相似 不過鹼性電池是由金屬帽連接金屬外殼 作為正極導出電流 以二氧化錳接收電子 鋅粉放出電子 而鍍鎳合金棒作為負極 導入電流 兩者最大的差別在於: 鹼性電池的電解液是使用鹼性的氫氧化鉀 電壓大約為1.5伏特 不過鹼性電池的電壓比較穩定 放電時間比較長 在許多用途上 已經逐漸取代碳鋅電池 現在小數蛙你可以說出它們的不同嗎? 螢幕前的你 也來幫忙小數蛙說說看吧! 瞭解兩種乾電池差異的小數蛙點了點頭 又問了: 充電電池除了可以重複充電 又有什麼不同? 狐狸貓說: 我們來仔細看看 鎳氫電池為可重複充電使用的電池 能夠輸出較大的電流 適合用在耗電高的電器 例如:數位相機、遙控車 而且比起長期不使用 可能會漏出有害液體 損害電器的乾電池 鎳氫電池相對來說比較安全 所以現在市面上有些行動電源 裡面裝的電池就是鎳氫電池 另外 生活中最常接觸到的鋰電池 也分為兩種 通常用於手錶、計算機等小型電器時 屬於一次電池 無法重複充電使用 而廣泛應用於手機、 平板、 數位相機等耗電量大電器的鋰電池 則是屬於二次電池 可以重複充電 可重複充電的鋰電池 它的優點在於: 使用壽命長、電容量大、輸出功率高 只要避免過度放電或過度充電 就可以延長電池壽命 如果不當使用鋰電池 可能會發生燃燒或爆炸 因此使用鋰電池時 要注意不要摔、不要重擊 更不要過熱 小數蛙好奇的問狐狸貓: 那汽車用哪種電池呢? 該不會是在車上裝超多鋰電池吧? 狐狸貓帶著小數蛙走到汽車用品區 狐狸貓說: 汽車使用的是可重複充電的鉛蓄電池 通常放在引擎附近 機車用的也是這種電池 鉛蓄電池是在硫酸電解液中 浸泡鉛板和二氧化鉛板 並運用其化學反應特性 來製成 內部每一組電池提供2伏特電壓 而汽機車大多使用12伏特鉛蓄電池 就需要串聯六組電池 當電池放電時 正負極的鉛 會經過化學反應變成硫酸鉛和水 而在充電時 鉛蓄電池只能連接直流電 正極 接正極 負極 接負極 此時電池內部 會產生與放電時方向相反的反應 負極恢復為鉛 正極恢復為二氧化鉛 聽到這裡 小數蛙不禁感嘆: 原來小小一顆電池 裡面還有這麼多區別! 狐狸貓 回家後你再和我一起把這些電池整理成圖表吧! 狐狸貓拍胸說: 沒問題! 我們先繼續買東西吧! 狐狸貓和小數蛙將今天學到的知識進行重點整理 一次電池 通常稱為乾電池 只能用一次 不能重複充電使用 例如:碳鋅電池與鹼性電池 兩者電池的電壓大約1.5伏特左右 最大的差別在於 鹼性電池的電解液是鹼性的氫氧化鉀 二次電池為可重複充電使用的充電電池 常見的有:鎳氫電池、鋰電池 以及鉛蓄電池 鎳氫電池和鋰電池 常用於耗電量高的電器 長時間使用下 鎳氫電池會比乾電池安全 不過需注意 鋰電池怕摔、怕重擊 更怕熱 而鉛蓄電池通常做為汽車與機車的車用電池 其中一組含正負極的電池電壓為二伏特 且放電 與充電的反應方向相反 最後 和狐狸貓與小數蛙一起從生活中找答案吧 你觀察過 生活周遭的電器使用哪種電池嗎? 這些電池的大小、形狀有什麼不同嗎? 歡迎和同學、老師分享你的答案喔!