电池已经成为了人类日常生活中必不可少的物件。以手机为例，假设没有电池的支持，那么手机内部构造无论多么复杂，都无法运行起来。现代人的生活离开了手机将会是什么样子，相信每个人都能想象。
除此以外，各种各样的工厂设备，同样离不开电池的支持。正是有了这种独立的能量储存站，人们才能够集中精力去做其他的事情，不必为能量的损耗而担忧。
可电池毕竟是电池，无论存储多少的电量都是有限的，只要电量耗尽，电池不过是形状，颜色，大小各不相同的普通固体罢了。现在，就让我们走近电池，对其进行一番了解。
各种电池
电池的由来目前科学界普遍认为人类历史上最早的电池发明应该是1799年，意大利物理学家伏特发明的伏特电堆。虽然这种电堆和现在我们常见的电池完全不同，但就理论上来说，基本上可以看作当代所有电池的先祖。
可事实上，早在1746年，荷兰马森布洛克就已经发明出能够收集电荷的“莱顿瓶”。从电池的实际功能上来说，能够收集储存电荷已经可以看作是电池的能力之一了。
只可惜马森布罗克没能进一步研究出如何将已经储存的电荷释放出来的方法，这也让它失去了成为“电池之父”的资格。其实除去这两位科学家，另外一位科学家曾经同样在电池的发展上做出了突出的贡献。
伏特电堆示意图
我们小时候都曾了解过这样一个试验，那就是将一把梳子拿在衣服上摩擦，然后再放到头发上方，头发就会散乱地向上立起来。
事实上，这个原理最早应该看作是意大利解剖学家伽伐尼的研究推广。1780年，伽伐尼在做青蛙解剖实验的时候，无意间发现了生物电流的存在。
自此之后，生物电以及生物静电正式出现在人类视野之中。不过无论如何，从现代科学的角度来看，伏特电堆作为早期电报机的电力来源，的确有资格称之为人类历史上最早出现的电池。
人类的头发因为静电而漂浮起来
电池的组成随着时间的推移，历代科学家们对电池逐步完善，让各种各样的电池出现在我们的日常生活之中。从类型上来讲，我们常用的电池一般是化学电池，电化电池，干电池等等。
当然，无论是哪一种电池，形态上虽然些许不同，但基本原理都是一样的。以化学电池为例，电池的两个电极上自发进行氧化反应和还原反应，然后将化学能逐渐转变为电能，从而达到对外提供电力的作用。
像我们如今看到的锌锰电池，锌汞电池，镍镉电池，锂离子电池等等，都属于化学电池的细分。只不过在这之中，其实人们还根据使用次数再一次对它们进行了细分，也就是充电电池和一次性电池。
电化学电池原理
这一点相信大家很容易就能理解，比如镍铬电池就是常见的充电电池。随着时间的推移，原电池现在已经很难在日常生活之中见到了。但在这之前，原电池为人类提供的帮助也同样是不容忽视的。
除了化学电池之外，值得一提的还有液体电池和核能电池。首先是液体电池，现如今基本已经到达快要淘汰的地步，主要原因就在于这种电池制作工艺复杂，成本高昂，携带不便。
曾经液体电池能够提供的电量远远超过了普通的干电池，可如今人类科技越来越发达，干电池储存电量的能力和数量越来越多，液体电池再没有任何竞争力。
液体电池原理图
当然，在未来的发展过程之中，液体电池还是有机会重新回到人们的视野之中。如果在一个固定不需要变动的地方，放置一块容易充电的液体电池，那么它的优势就能让人类再次重视起来。
毕竟这种电池虽然笨拙，但使用寿命普遍长于干电池，不需要人类浪费太多心思。其次就是核能电池，我们普通人见到这种电池的机会不大，一般都会用在尖端科技上面。
这种电池通过放射性同位素衰变产生的巨大能量来生成电力，其储电能力和持久性都是普通电池不可比拟的。可也正因如此，高昂的制作成本足以让无数人望而却步。
很多人曾经很疑惑美国在上个世纪七十年代发射的“旅行者一号“太空探测器为什么直到今天依旧拥有足够的动力，原因之一就在于“核电池这”三个字，由此可见这种电池新性能的强悍。
红框中为火星毅力号使用的核电电池
特殊的电池可事实上，除去核电池之外，人类对于电池的研究其实并没有取得太大的进步。从伏特电堆到如今我们每个人手中的手机电池，看似已经有了很大的变化，但这不过是一种错觉而已。
早在19世纪下半叶，电池的样貌就已经和现如今的电池颇为相似，我们看到的电池，也不过是“优化“之后的电池，但并非算是”改变“了的电池。
举一个例子大家就明白了，1946年2月14日，世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学问世，到今天不过是过去了八十年左右的时间。
可计算机已经发展到了什么样的程度，相信大家都能看出来。再用电池与之进行对比，仅仅只是增加了可以循环利用这一点，几乎没有任何优势。
世界上第一台计算机
对于这个现状，科学家们一直都在想方设法地寻求突破，可惜一直没能找到任何可能性。好在英国的牛津大学中，为一个特殊电铃提供动力的两节干电池却给了科学家们信心。
按照常理来说，这两节干电池早就应该失去了电力才对。可这两节干电池在180年的时间内已经驱动电铃敲响了100多亿次，电池电力却还是没有任何枯竭的现象。
电铃构造的本身构造十分简单，就是将两个普通的铃铛和两个干电池串联在一起，驱动干电池中间一个直径4mm左右的金属球不断的敲击铃铛，让其循环往复的进行运动。
牛津电铃
人们怎么也想不通，如此简单的构造，如此基础的电池，究竟凭什么能够为金属球提供这么长时间的动力。人们将这一电铃称之为牛津电铃。最开始的时候，将电铃买入的物理学家罗伯特·沃克并没有将其放在心上。
他只是将其放在牛津大学克拉伦登的实验室旁边。可随着时间的推移，人们开始越来越重视这块电铃的存在。甚至为了避免铃铛氧化，还专门给它扣上了一个双层玻璃保护罩。
牛津电铃的电池连接部分示意图
很多人十分疑惑，想要了解这个电铃，拆开不就好了？可问题是一旦拆开以后，谁也无法保证重新拼接的电铃是否还能具有“永动“的特性。
也正因如此，至今无人知道牛津电铃的内部构造，科学家们也只能静静地等待牛津电铃最终停止运动，这样他们才有机会去观察，究竟是什么原因导致电铃能够工作如此之久。
运行猜测在人类历史上，对类似牛津电铃一样运行的永动机的猜测不是没有，可最终都被证明是不可能实现的。
任何一个物体，如果没有外力的转化和干涉，那么这个物体必然会在之后的运动过程中因为能量的消散而逐渐停止运动。
永动机设想图
牛津电铃同样如此，绝不可能永远的运动不变，虽然它暂时体现出来的特性近似永动，但这很有可能只是能量的损耗太少而已。
在金属球的运动过程之中，干电池的电子也会逐渐消失不见，可这种损耗量太小，无法观测罢了。除此以外，任何一个物体的输出功率永远都会小于物体的输入功率，这基本上已经成为了所有科学家的共识。
在输入转化的过程中，能量必定会有损耗。科学家们有理由相信，随着输入功率不断降低，牛津电铃必然会在未来的某天逐渐停止动作。唯一好奇的就是，这一天究竟会在什么时候到来。
一种电池
在人类历史上，像这一类需要漫长时间去验证的问题还有很多。以物理学中十分著名的沥青滴落实验来看，人类为了证明沥青是粘性极高的液体，足足花费了近百年的时间。
从1944年7月11日开始，一直到2013年7月11日，人类花费了将近七十年的时间，第一次拍摄到了沥青滴落的画面。而这一次，人类不知道又会在什么时候等到牛津电铃安静的时刻。
沥青滴落实验
电池的发展事实上，人们之所以会对牛津电池如此重视，就是希望能够通过对牛津电池的分析了解到电池发展的更多可能性。以我们人类现有的普通电池与核能电池为例，我们何尝不需要一种介于两者之间的电池？
假设随着时间的推移，人类能够研制出一种电池，让手机正常运转百年的时间而不需要充电，那必将会是对人类社会的又一次冲击，甚至改变人类现有的生活习惯。
以近代人类的发展轨迹来看，电池在刚刚出现的半个世纪里没有发生太大的变化，这是可以接受的，可如果从19世纪到现在，人类还未能取得突破性的进展，这就说明人类在某种程度上已经受到了限制。
各种电池
如果能够解开牛津电铃的运行奥秘，或许我们就能打破这种限制。在未来未知的新型电池帮助下，科研人员进入一些危险的地区就不用为电池问题而担心。
只要拥有充足的动力支持其他人类科技设备正常工作，人类的自然探索之路显然会走得更加轻松。除此以外，如何将核能电池“平民化“其实也是一个发展思路。
当前人类拥有的核电池，几乎都用在了各种尖端的科学实验和设备之中。如果我们能够在保证核电池能量没有发生变化的前提下，让它为普通人提供电力支持，那也同样意味着社会生活形态的进步。
人类正在研制全新的电池
结语人类为什么能够成为地球食物链最顶端的存在？最根本的原因就在于人类的智慧。可我们如果就此满足，那未免有些鼠目寸光了。
要知道地外宇宙的精彩，绝对超过了地球千万倍。只有我们在科学发展的过程中不断的严格要求自己，我们才会有可能见到这样的精彩。
在使用手机的时候，我们每个人都会习惯性地忽略电池的重要性。可一旦没有了电池，手机的性能究竟有多么优秀还重要吗？
所以我们在继续钻研其他高科技的同时，也有必要关注电池的发展。电池其实就像房屋的地基一样，如果地基不够牢固，那么无论房屋建造得多么华丽，都无法得到足够的支撑。
大型电池
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