從伏打電池到鋰離子電池
——電化學儲能技術的發展

■文/王 楠 王國強

以鋰離子電池為代表的電化學儲能技術是我國新時期產業結構轉型升級和實現“碳中和”目標的關鍵技術，蓄電池不僅為智能手機和筆記本電腦等便攜式設備提供能源，還是特斯拉、比亞迪等新能源電動汽車的“心臟”。

人類對電的早期認知

1600年，英國物理學家吉爾伯特（William Gilbert）在其著作《論磁石》中提出，當摩擦琥珀時會有一種看不見的神秘物質轉移到琥珀表面，這種物質可以吸引羽毛等輕小物體。除了琥珀以外，他還發現鉆石、藍寶石和玻璃等物質也可以摩擦帶電，他引用希臘文的琥珀“elektron”一詞將這類物質稱為“electricia”，意思是類似琥珀的物質。

1663年，德國物理學家居里克（Otto von Guericke）發明了第一臺靜電發生器。他將硫黃球用木質轉軸固定在支架上，硫黃球的下方放置一對皮墊，搖動轉軸使硫黃球與皮墊摩擦后，球面能夠吸引紙張、羽毛和棉絨。居里克當時并不清楚這種現象的原理，他認為硫黃球對其他物體的吸引力類似于地球的引力。英國皇家學會很快推廣了這一發明，將其用于電學實驗。1705年，長期擔任牛頓助手的英國物理學家霍克斯比（Francis Hauksbee）對居里克的機器進行了改進，用空心玻璃球代替硫黃球，并將垂直軸改為水平軸。霍克斯比發現，如果將設備放置在抽成真空的玻璃罩內，能夠產生輝光，操作者根據輝光的強弱可以判斷靜電發生器的工作狀態。靜電發生器使人們有了穩定產生并短暫保持電荷的方法。

最早將靜電學作為一門獨立學科的是英國物理學家格雷（Stephen Gray）。……