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要说与我们关系最为密切的电子产品，很多同学会脱口而出地答道“手机”，而那些PSP、MP3、笔记本电脑或者iPad不离手的家伙也有可能会给出不同的答案；但不管怎样，这些产品都有着同样的一种电子设备——电池。如果没有电池，再牛逼的便携数码产品都没办法得瑟，三万块的天价笔记本电脑也只能当作台式机用；而生活当中几乎所有的电器设备，在内部都有电池在辛辛苦苦地工作。对于这样一个时刻服务于广大Geek的玩意，它的来龙去脉，我们当然有理由来细细了解一番。
最早的电池是怎么来的
电池可不是生来就像最常见的AA干电池那样一颗一颗地摆着让我们用，而是经过了漫长的发展以及无数次的演变，才进化到现在的形态。同时，电池的开端也远比我们想像的要早，它并不是在很多人以为的爱迪生时代出现的，最早的电池甚至要上溯到古希腊或者2000多年前的伊拉克巴格达。虽然没有科学家给出明确的考证结果，但一方面，在古希腊一些史料的记载当中，可以看到当年的人已经知道如果摩擦琥珀之类的物体，它们会产生对一些轻的物体的吸引力，这其实就是摩擦起电的道理；另一方面，在1936年，一群考古学家在巴格达附近的村庄发现了一些内壁附着一层铜箔、中间固定着一根铁柱的陶罐，这和后来的“湿电池”的原理类似，因此被科学家认为这是用来存储静电的。要知道这些罐子距今已经2000多年，如果真是用作电池，那历史也实在太悠久了。真正意义确定了电的存在以及想办法把电搞出来，也是200多年前的事情了。最早对电的存储以及传输方式展开讨论的，是意大利的医学家伽伐尼(Luigi Galvani)，不过他关注到电方面的事情也算是巧合。1780年秋天，伽伐尼在解剖一只青蛙时，碰到了青蛙大腿上的神经，这使得已经死掉的青蛙产生了抽搐。伽伐尼对此感到好奇，于是又多重复了几次实验，并换用铜和铁、铜和银等不同的金属搭配，将这些金属的两端连接到青蛙的肌肉和神经上，这么折腾的结果是青蛙的尸体不断地抖动；但伽伐尼换掉金属，改用玻璃之类的介质，青蛙的抖动就会停止。基于此，伽伐尼就认为这是动物自发的电流，并认为脑部是“分泌”电液的器官。随后在1791年，伽伐尼发表了《关于电对肌肉运动的作用》论文，把这形容为“生物电”现象。
伽伐尼的实验实在有些牵强。第一，碰到动物的神经系统，抽抽是必然的；第二，伽伐尼认为动物会放电，这至少在他的实验当中是不成立的，动物只是起到了导体的作用。不过这并不影响伽伐尼在历史上的地位，他的研究被公认为电流生理学的开端，现在我们熟悉的电疗、心电图等东西也都是从这里发展而来。
话说回来，在对伽伐尼的结论持有不同意见的人当中，有同时期的意大利物理学家伏打(Alessandro Volta)，不过他仍然在伽伐尼实验的基础上进行发展。首先他强调，产生电的并不是动物而是那些金属。伏打此前做过这样一个试验：他用舌头同时舔一枚金币和一枚银币(这个动作想不猥琐都难啊……)，然后用导线把两枚硬币连接起来，这时会有舌头发麻的感觉。因此他认为，两种不同金属相互接触才是电流产生的关键，如果再加上点湿湿的东西，效果会更好——总之，“玩电”上瘾的伏打很快就发现了两种金属与液体混在一起能够发生电流效应。于是在1800年3月20日，伏打宣布，他搞出了人类历史上第一套电源装置——这套装置就是后人所称的“伏打电池”。
伏打电池的原理其实非常简单，让几十对银片(最开始实验时用的铜片，后来改用效果更好，价钱也更贵的银片)和锌片泡在盐水或者碱水当中，再用两条金属线将银片和锌片焊接起来，它们就能产生电流效应。银片和锌片越多，电力就越强，也越持久。此后伏打还进行了不少的完善和改进，比如用硫酸代替盐水。这一改进甚至沿用至今，如今汽车上的电瓶就是这样的原理。
“湿电池”时代
可以看到，伏打电池的原理，其实跟之前巴格达那里发现的陶罐是一样的，因为有盐水或者碱水这样的电解液的参与，这样的电池被后来的人统称为“湿电池”(广义上的“湿电池”)。不管怎样，伏打电池开启了灵活用电的新时代，在此后的半个多世纪当中，科学家们都在致力于改善这一方案，比如选择产生电流效应更好的金属和电解质、把容器进一步缩小以便将伏打电池用在更多的地方，另外还有解决短路等技术缺陷等。
一些科学家和Gee k们也基于这一方案继续拓展。1813年，英国的戴维爵士(Sir Humphrey Davy)组装了一个巨大的电池，他用了2000对金属片，这可比伏打的狠多了也危险多了。而捣腾出这么大的电池，戴维爵士的目的一方面是想试试把天然的钠和钾混合物分离，以萃取纯的钠和钾金属，另一方面则是想了解电的特性，而后者又给法拉第(Michael Faraday)提供了参考，客观上推动了发电机的诞生。在这一时期当中，英国化学家丹尼尔(John Frede ric DanielI)和法国的雷克兰士(George LecIanche)成为了改进“湿电池”的代表人物。1836年，丹尼尔用一个铜制容器装硫酸铜溶液，再用一个允许离子穿过的多孔的玻璃罐装硫酸溶液，这个玻璃罐浸入铜制容器之后起到了过滤的效果，在电流产生之前铜离子不会漂移到锌阳极而减弱电流，这一增强连续放电性能的改进方案被称为“丹尼尔电池(DaniellCell)”。
而雷克兰士的研究更为他在科学史上留下了自己的名字，他发现了最靠谱的一些金属和电流收集方式。同样是将两块金属浸入电解质中，1866年，雷克兰士选择将锌和汞的合金棒作为负极(锌被证明是用作负极材料的最佳金属之一)，而用一个多孔的杯子盛着碾碎的二氧化锰和碳的混合物作为正极，当中还有一根碳棒当作电流收集器。然后将合金棒(负极)和混合物杯子(正极)都浸入氯化铵溶液中。这些材料显然不是凭空组合的，而是经过了大量的研究、论证和试验才得到的，这样的组合改善了电解质的导电性，提高了反应能力，从而得以提供更长时间的电流。
虽然和早期的伏打电池一样简陋，但雷克兰士的“锰锌电池”方案已经有了现代干电池的雏形。它能够很好地发挥电池的功用，并且成本很低，于是迅速被广泛运用。这一方案也被后人直接称为“湿电池”(狭义上的“湿电池”)。直到20年后的1887年，英国人卡尔·葛司南(Carl Gassner)将合金棒改成锌罐，并在氯化铵溶液中加入石膏来让电解液从液体变为糊状，从而带来最早的干电池——碳锌电池，这也不过只是在雷克兰士“湿电池”方案的基础上提高了一小步而已。
干电池时代
从“湿电池”到干电池，电池的成分越来越稳定安全，尺寸也可以根据需要 做得越来越小，成本也越来越低，这意味着电池这东西已经有机会能够为更多的普通人服务。而从碳锌电池开始，电池的内部至少不是纯粹的液体了，外部也用上了锌制的外壳，保证内部的电解质不会轻易泄漏。在此后的短短几年时间当中，“干电池”方案不断被完善，技术也不断得以更新。改变来得有够快，在碳锌电池出现后没多久，1896年，干电池在美国开始批量生产，干电池的时代已经完全来到。到了1899年，瑞典科学家容纳(Waldmar Jungner)发明了镉镍电池，最早的碱性电池由此诞生。镉镍电池是以充电电池的身份出现的，这种电池将镍和镉作为电池的电极，电解液则换成了氢氧化钠，它除了性能更加稳定，循环寿命和自放电控制也都更为出色。容纳在发明镉镍电池的同时还发明了另一种可充电的电池，它采用镍和铁的组合。一开始这种电池会产生很多氢气，这让电池不能被密封，因此容纳抛弃了这一方案。1901年，爱迪生开始对这种铁镍电池进行改进，到了1903年铁镍电池改进成功，并且被爱迪生尝试性地用于取代早期汽车上的铅酸电池(和镉镍电池一样都是早期的充电电池)。
无论如何，爱迪生在干电池时代起到了巨大的作用，他捡起了原本被抛弃的铁镍电池方案，并不断进行改善，让这一方案更加成熟稳定，还凭借自己的地位让技术和产品迅速普及。进入20世纪之后，1910年，可充电的铁镍电池正式商业化生产，而在两次世界大战当中，干电池都发挥了重要作用(虽然不好说这事情到底是好是坏)。当然，现在我们更是随处可见有干电池在售卖——早在一个多世纪之前，干电池的结构已经基本定型。
可充电电池时代
电池如果能够反复充电使用，不仅方便，对生产电池所耗的资源本身也是一种节约。也许很多同学以为可充电电池(也叫二次电池)是在有了干电池之后才出现的，事实上，早在“湿电池”时代，可充电电池方案就已经出现，并且150年前的方案还能沿用至今，让人感叹当年那些Geek们的厉害。这说的就是1859年法国人普兰特(GastonPlante)发明的铅酸蓄电池，这是最早的可充电电池，这一方案一直沿用下来，只是在细节上不断地调整和改进。比如最开始做实验的时候铅酸电池是开口式的，使用过程当中需要经常添加水和硫酸啥的，这不仅麻烦，而且对人和对环境都很危险。后来就有了改进方案，把电池封口，要加水和硫酸的话通过阀门来控制，这基本上就是现在的免维护蓄电池了。
到后来19世纪末20世纪初，先后由容纳和爱迪生发明改进的镍镉、镍铁等电池，它们本身也是以可充电电池的身份出现的。对不同材料的试探，目的都是为了增强电池性能，提高电池循环寿命，保证电池工作稳定，从而使之能更加轻巧、方便地用在更多的环境和设备上。我们都说科技的发展是阶梯式的，后来者在前人的研究基础上继续研究，一代人_代人的积累，这在电池的发展史上表现得特别典型。
进入20世纪70年代，随着二战结束以及各国在废墟上建设了20多年，科技开始日新月异，带动了可充电电池再次迎来新的发展高潮。1971年，美国人斯坦福·奥维辛斯(Stanford ROvshinsky，后来被称为“太阳能光伏之父”)研制出了金属氢化物镍电池，也就是我们通常所说的镍氢电池。它是从镍镉电池改良而来，用氢代替镉。这样一方面可以更好地控制生产成本，更重要的是镍氢电池拥有了比镍镉电池更高的电容量，记忆效应也很不明显，同时因为不含有毒的镉，镍氢电池对环境的污染也很小——相比过去的方案，镍氢电池的优势全面，真正将干电池形式的可充电电池引领到了一个全新的时代。现在最著名的可充电电池三洋eneIoop系列就采用的是镍氢电池方案，极低的记忆效应、稳定的电能输出和1500次以上的循环使用寿命等都是eneloap系列的卖点。从20世纪80年代开始，随着索尼推出Walkman随身听等便携设备，全世界对电池有了进一步的需求，锂离子电池的方案也逐渐浮出水面。这里很多人会将锂电池和锂离子电池混为一谈，其实，锂电池只是早期干电池的一种，它用的是锂金属或锂合金为负极材料，电解质同样为糊状，是当年爱迪生在实验各种材料时“顺带”发明的。后来人们用很多种元素来合成锂合金以提升电池性能，这应该被归纳到干电池的发展脉络当中。
而锂离子电池就是现在我们非常熟悉的电池方案了，我们的笔记本电脑用的是锂离子电池，卸下手机后盖，上面也写得清清楚楚“xx伏特锂离子电池”或者“锂离子聚合物电池”。它的研发从1983年开始，由美国化学家、固体物理学家约翰·巴尼斯特·古迪纳夫(John B Goodenough)率领团队在索尼公司立项，并在1991年最终开发出成熟的锂离子电池。从此，手机、笔记本电脑等本身以“便携”为卖点的电子产品的重量与尺寸得以大幅降低，电池续航能力也得到质的飞跃。
从锂离子电池到锂离子聚合物电池，研发也只用了三五年的时间。1996年，还是古迪纳夫的团队，他们用固体聚合物材料取代了原来的液体电解液(用多聚物取代液态有机溶剂)，从而让电池能够按照实际产品的需要设计成不同的外形，进一步为量产和普及扫清了障碍，3C产业从此也真正进入到发展的快车道。
清洁电池时代
似乎从一开始，电池这东西就跟什么硫酸什么金属，以及这样那样的液体联系到一起，给人的感觉是不管怎样都要影响环境，搞不好还会有损人体健康。不过，“清洁电池”的方案也早就出现，虽然它诞生的初衷并不是为了保护环境，只不过是科学家为了寻找发电、保存电能的新方案而已，而且被认为是第一款“清洁电池”的硒光电池，当时也只是西门子为测量光量而进行的研究课题——1875年，德国人西门子基于“内光电效应”，发明出了对光敏感、受光发电的硒光电池。它其实是半导体光电池的一种，可以将光能转化成电能，产生电能的多少也与受光量成正比，这就是现代太阳能电池的雏形。
到了1889年，蒙德(Mood)和莱格(Langer)又提出了“燃料电池”这一名称，这同样不是为了“环保”而带来的方案，而是为了试试看用煤气等作为燃料能不能更好地控制电池成本，并且让电池能够搞定更大规模的应用。后来的燃料电池也确实做到了这一点，用煤气作为燃料，运用机电效应等原理，将燃料电极、空气／氧气电极和电解液三部分组成一个电化学系统，通过冷燃烧的方式将化学能转化为电能。因为是冷燃烧，所以第一不会有火焰，一氧化碳、二氧化硫之类有害气体的排放量非常低，第二这种方式也很少会有机械参与其中，硬件损耗就几乎可以无视了再加上产生与存储电能的效率极高，这在后来就被应用到了航空航天之类的项目上。 或者说，电池能否“清洁”地进行工作，被看作是电池为生产生活提供更多帮助的重要基础，而除了太阳能电池和燃料电池，其实从镍镉电池发展到镍氢电池，也是为了避免镉对环境造成危害——让电池更加环保安全，这可以说是电池发展的源动力之一。
电池有多少种
在前文当中，我们已经介绍了各种电池的类型与成分，这可能会让大家感觉到困惑。因为当中一些概念和分类是相互涵盖的，比如可充电电池能够做成干电池和湿电池两种，像太阳能那样的清洁能源又似乎没有一个合适的类别来归纳，因此我们需要超越已有的观念，重新对电池来进行分类。简单来说，我们会将现在主流的电池分成碱性电池、锂电池、酸性蓄电池和太阳能电池四种。
其中，碱性电池分成一次电池和二次电池，一次电池比如碱性锌锰电池，这也是目前碱性电池的主导产品，它比过去的碳锌电池和氯化锌电池更加安全，容量也更大；碱性二次电池则以镍氢电池为代表，它凭借高寿命和环保等特性，已经在进入21世纪之后逐渐淘汰了过去的镍镉电池。基本上，碱性电池都以民用为主，因此特别强调安全、环保与价格。
与碱性电池一样，锂电池也是与普通老百姓关系最密切的电池类型之一，它分成锂一次电池和锂二次电池两种。锂一次电池又称金属锂电池，它的负极采用金属锂，而正极则根据需要，在二氧化锰、二氧化硫、亚硫酰氯、二硫化铁、碘等元素当中进行选择，这样的组合会得到高电压、大功率、放电能力出色的电池，在民用之外，在军事领域也有广泛应用：而锂二次电池就更加随处可见一它包括锂离子蓄电池和锂离子聚合物电池，目前我们已经完全实现了锂二次电池生产的国产化，生产和销售各方面都非常成熟。
酸性蓄电池虽然名字听起来好像不太流行，但我们也一定不陌生，酸性蓄电池当中的铅酸蓄电池常用在汽车、电瓶车、摩托车等产品上，尤其是现在随处可见的电瓶车，这一电池类型可是为环保事业做了很大的贡献。至于太阳能电池，目前主要还处于研发的阶段，当中只有包括单晶硅、多晶硅和非晶硅电池在内的硅光电池可以工业化生产，不过长远来看，目前的这些太阳能电池方案工作效率还太低，存储和输出电能都不够稳定，这就留给未来的Geek们去解决了。
未来电池什么样
了解了从过去到现在电池发展这一路走来的情况，让我们多少也会展望一下未来会出现哪些新型电池。现在各国的科学家、大小Geek们也仍然在努力折腾，希望能引领未来电池的潮流，这当中也出现了不少有趣的设计。比如超薄电池，这类设计的初衷是为最终的产品争取外观设计上更大的自由度，毕竟电池一直是制约手机、平板电脑等产品体型进一步缩小的关键。2007年，欧洲一个研究团体在《太阳能》杂志在线版上发表论文，介绍了利用光的强度自动充电的超薄太阳能电池，原型产品重量仅有2g，厚度还不到1mm，并且生产成本也很好控制：同年8月，美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Poechnic Insfitule，RPI)也发明出了一种纸电池，它通过把碳纳米管嵌入纸当中而制成，这样的电池不仅可以随意弯曲，而且能在150摄氏度到零下70摄氏度的极端天气当中正常工作，这些都为行业的发展指出了道路。一方面要薄，另一方面我们也需要电池的容量更大。在2010年，松下开发出容量为4安时(4000毫安时)的锂电池，比现有的产品高出了30％；仅过了一年，在今年2月，同为日本企业的东芝宣布，它们设计出了单体容量达到60安时的锂离子电池，并已经开始在新落成的工厂里批量生产，这不仅够电瓶车使用，还为电动汽车在接下来的发展奠定了技术基础。此外，美国的斯坦福大学和麻省理工学院也分别从纳米硅线和碳纳米管两个方向着手，开发出了自己的超大容量电池方案。
当然，最让Geek们期待的，还是2009年美国密苏里大学的“核电池”项目。这是通过收集放射性物质衰变时释放的带电粒子，来形成稳定的电流。在研究团队的演示当中，一块硬币大小的电池能够发出普通化学电池需要充电100万次才能发出的电力，再换算—下的话，这可以让我们的手机五千年不用充电，基本就是一个“一辈子不用充电”的方案。想想看，也许这一方案会让无数的传统电池厂商破产，但对于我们普通老百姓来说，在安全有保障的情况下，这可真是一个值得期待的、美妙的、终极的未来啊。
最早的电池是怎么来的
电池可不是生来就像最常见的AA干电池那样一颗一颗地摆着让我们用，而是经过了漫长的发展以及无数次的演变，才进化到现在的形态。同时，电池的开端也远比我们想像的要早，它并不是在很多人以为的爱迪生时代出现的，最早的电池甚至要上溯到古希腊或者2000多年前的伊拉克巴格达。虽然没有科学家给出明确的考证结果，但一方面，在古希腊一些史料的记载当中，可以看到当年的人已经知道如果摩擦琥珀之类的物体，它们会产生对一些轻的物体的吸引力，这其实就是摩擦起电的道理；另一方面，在1936年，一群考古学家在巴格达附近的村庄发现了一些内壁附着一层铜箔、中间固定着一根铁柱的陶罐，这和后来的“湿电池”的原理类似，因此被科学家认为这是用来存储静电的。要知道这些罐子距今已经2000多年，如果真是用作电池，那历史也实在太悠久了。真正意义确定了电的存在以及想办法把电搞出来，也是200多年前的事情了。最早对电的存储以及传输方式展开讨论的，是意大利的医学家伽伐尼(Luigi Galvani)，不过他关注到电方面的事情也算是巧合。1780年秋天，伽伐尼在解剖一只青蛙时，碰到了青蛙大腿上的神经，这使得已经死掉的青蛙产生了抽搐。伽伐尼对此感到好奇，于是又多重复了几次实验，并换用铜和铁、铜和银等不同的金属搭配，将这些金属的两端连接到青蛙的肌肉和神经上，这么折腾的结果是青蛙的尸体不断地抖动；但伽伐尼换掉金属，改用玻璃之类的介质，青蛙的抖动就会停止。基于此，伽伐尼就认为这是动物自发的电流，并认为脑部是“分泌”电液的器官。随后在1791年，伽伐尼发表了《关于电对肌肉运动的作用》论文，把这形容为“生物电”现象。
伽伐尼的实验实在有些牵强。第一，碰到动物的神经系统，抽抽是必然的；第二，伽伐尼认为动物会放电，这至少在他的实验当中是不成立的，动物只是起到了导体的作用。不过这并不影响伽伐尼在历史上的地位，他的研究被公认为电流生理学的开端，现在我们熟悉的电疗、心电图等东西也都是从这里发展而来。
话说回来，在对伽伐尼的结论持有不同意见的人当中，有同时期的意大利物理学家伏打(Alessandro Volta)，不过他仍然在伽伐尼实验的基础上进行发展。首先他强调，产生电的并不是动物而是那些金属。伏打此前做过这样一个试验：他用舌头同时舔一枚金币和一枚银币(这个动作想不猥琐都难啊……)，然后用导线把两枚硬币连接起来，这时会有舌头发麻的感觉。因此他认为，两种不同金属相互接触才是电流产生的关键，如果再加上点湿湿的东西，效果会更好——总之，“玩电”上瘾的伏打很快就发现了两种金属与液体混在一起能够发生电流效应。于是在1800年3月20日，伏打宣布，他搞出了人类历史上第一套电源装置——这套装置就是后人所称的“伏打电池”。
伏打电池的原理其实非常简单，让几十对银片(最开始实验时用的铜片，后来改用效果更好，价钱也更贵的银片)和锌片泡在盐水或者碱水当中，再用两条金属线将银片和锌片焊接起来，它们就能产生电流效应。银片和锌片越多，电力就越强，也越持久。此后伏打还进行了不少的完善和改进，比如用硫酸代替盐水。这一改进甚至沿用至今，如今汽车上的电瓶就是这样的原理。
“湿电池”时代
可以看到，伏打电池的原理，其实跟之前巴格达那里发现的陶罐是一样的，因为有盐水或者碱水这样的电解液的参与，这样的电池被后来的人统称为“湿电池”(广义上的“湿电池”)。不管怎样，伏打电池开启了灵活用电的新时代，在此后的半个多世纪当中，科学家们都在致力于改善这一方案，比如选择产生电流效应更好的金属和电解质、把容器进一步缩小以便将伏打电池用在更多的地方，另外还有解决短路等技术缺陷等。
一些科学家和Gee k们也基于这一方案继续拓展。1813年，英国的戴维爵士(Sir Humphrey Davy)组装了一个巨大的电池，他用了2000对金属片，这可比伏打的狠多了也危险多了。而捣腾出这么大的电池，戴维爵士的目的一方面是想试试把天然的钠和钾混合物分离，以萃取纯的钠和钾金属，另一方面则是想了解电的特性，而后者又给法拉第(Michael Faraday)提供了参考，客观上推动了发电机的诞生。在这一时期当中，英国化学家丹尼尔(John Frede ric DanielI)和法国的雷克兰士(George LecIanche)成为了改进“湿电池”的代表人物。1836年，丹尼尔用一个铜制容器装硫酸铜溶液，再用一个允许离子穿过的多孔的玻璃罐装硫酸溶液，这个玻璃罐浸入铜制容器之后起到了过滤的效果，在电流产生之前铜离子不会漂移到锌阳极而减弱电流，这一增强连续放电性能的改进方案被称为“丹尼尔电池(DaniellCell)”。
而雷克兰士的研究更为他在科学史上留下了自己的名字，他发现了最靠谱的一些金属和电流收集方式。同样是将两块金属浸入电解质中，1866年，雷克兰士选择将锌和汞的合金棒作为负极(锌被证明是用作负极材料的最佳金属之一)，而用一个多孔的杯子盛着碾碎的二氧化锰和碳的混合物作为正极，当中还有一根碳棒当作电流收集器。然后将合金棒(负极)和混合物杯子(正极)都浸入氯化铵溶液中。这些材料显然不是凭空组合的，而是经过了大量的研究、论证和试验才得到的，这样的组合改善了电解质的导电性，提高了反应能力，从而得以提供更长时间的电流。
虽然和早期的伏打电池一样简陋，但雷克兰士的“锰锌电池”方案已经有了现代干电池的雏形。它能够很好地发挥电池的功用，并且成本很低，于是迅速被广泛运用。这一方案也被后人直接称为“湿电池”(狭义上的“湿电池”)。直到20年后的1887年，英国人卡尔·葛司南(Carl Gassner)将合金棒改成锌罐，并在氯化铵溶液中加入石膏来让电解液从液体变为糊状，从而带来最早的干电池——碳锌电池，这也不过只是在雷克兰士“湿电池”方案的基础上提高了一小步而已。
干电池时代
从“湿电池”到干电池，电池的成分越来越稳定安全，尺寸也可以根据需要 做得越来越小，成本也越来越低，这意味着电池这东西已经有机会能够为更多的普通人服务。而从碳锌电池开始，电池的内部至少不是纯粹的液体了，外部也用上了锌制的外壳，保证内部的电解质不会轻易泄漏。在此后的短短几年时间当中，“干电池”方案不断被完善，技术也不断得以更新。改变来得有够快，在碳锌电池出现后没多久，1896年，干电池在美国开始批量生产，干电池的时代已经完全来到。到了1899年，瑞典科学家容纳(Waldmar Jungner)发明了镉镍电池，最早的碱性电池由此诞生。镉镍电池是以充电电池的身份出现的，这种电池将镍和镉作为电池的电极，电解液则换成了氢氧化钠，它除了性能更加稳定，循环寿命和自放电控制也都更为出色。容纳在发明镉镍电池的同时还发明了另一种可充电的电池，它采用镍和铁的组合。一开始这种电池会产生很多氢气，这让电池不能被密封，因此容纳抛弃了这一方案。1901年，爱迪生开始对这种铁镍电池进行改进，到了1903年铁镍电池改进成功，并且被爱迪生尝试性地用于取代早期汽车上的铅酸电池(和镉镍电池一样都是早期的充电电池)。
无论如何，爱迪生在干电池时代起到了巨大的作用，他捡起了原本被抛弃的铁镍电池方案，并不断进行改善，让这一方案更加成熟稳定，还凭借自己的地位让技术和产品迅速普及。进入20世纪之后，1910年，可充电的铁镍电池正式商业化生产，而在两次世界大战当中，干电池都发挥了重要作用(虽然不好说这事情到底是好是坏)。当然，现在我们更是随处可见有干电池在售卖——早在一个多世纪之前，干电池的结构已经基本定型。
可充电电池时代
电池如果能够反复充电使用，不仅方便，对生产电池所耗的资源本身也是一种节约。也许很多同学以为可充电电池(也叫二次电池)是在有了干电池之后才出现的，事实上，早在“湿电池”时代，可充电电池方案就已经出现，并且150年前的方案还能沿用至今，让人感叹当年那些Geek们的厉害。这说的就是1859年法国人普兰特(GastonPlante)发明的铅酸蓄电池，这是最早的可充电电池，这一方案一直沿用下来，只是在细节上不断地调整和改进。比如最开始做实验的时候铅酸电池是开口式的，使用过程当中需要经常添加水和硫酸啥的，这不仅麻烦，而且对人和对环境都很危险。后来就有了改进方案，把电池封口，要加水和硫酸的话通过阀门来控制，这基本上就是现在的免维护蓄电池了。
到后来19世纪末20世纪初，先后由容纳和爱迪生发明改进的镍镉、镍铁等电池，它们本身也是以可充电电池的身份出现的。对不同材料的试探，目的都是为了增强电池性能，提高电池循环寿命，保证电池工作稳定，从而使之能更加轻巧、方便地用在更多的环境和设备上。我们都说科技的发展是阶梯式的，后来者在前人的研究基础上继续研究，一代人_代人的积累，这在电池的发展史上表现得特别典型。
进入20世纪70年代，随着二战结束以及各国在废墟上建设了20多年，科技开始日新月异，带动了可充电电池再次迎来新的发展高潮。1971年，美国人斯坦福·奥维辛斯(Stanford ROvshinsky，后来被称为“太阳能光伏之父”)研制出了金属氢化物镍电池，也就是我们通常所说的镍氢电池。它是从镍镉电池改良而来，用氢代替镉。这样一方面可以更好地控制生产成本，更重要的是镍氢电池拥有了比镍镉电池更高的电容量，记忆效应也很不明显，同时因为不含有毒的镉，镍氢电池对环境的污染也很小——相比过去的方案，镍氢电池的优势全面，真正将干电池形式的可充电电池引领到了一个全新的时代。现在最著名的可充电电池三洋eneIoop系列就采用的是镍氢电池方案，极低的记忆效应、稳定的电能输出和1500次以上的循环使用寿命等都是eneloap系列的卖点。从20世纪80年代开始，随着索尼推出Walkman随身听等便携设备，全世界对电池有了进一步的需求，锂离子电池的方案也逐渐浮出水面。这里很多人会将锂电池和锂离子电池混为一谈，其实，锂电池只是早期干电池的一种，它用的是锂金属或锂合金为负极材料，电解质同样为糊状，是当年爱迪生在实验各种材料时“顺带”发明的。后来人们用很多种元素来合成锂合金以提升电池性能，这应该被归纳到干电池的发展脉络当中。
而锂离子电池就是现在我们非常熟悉的电池方案了，我们的笔记本电脑用的是锂离子电池，卸下手机后盖，上面也写得清清楚楚“xx伏特锂离子电池”或者“锂离子聚合物电池”。它的研发从1983年开始，由美国化学家、固体物理学家约翰·巴尼斯特·古迪纳夫(John B Goodenough)率领团队在索尼公司立项，并在1991年最终开发出成熟的锂离子电池。从此，手机、笔记本电脑等本身以“便携”为卖点的电子产品的重量与尺寸得以大幅降低，电池续航能力也得到质的飞跃。
从锂离子电池到锂离子聚合物电池，研发也只用了三五年的时间。1996年，还是古迪纳夫的团队，他们用固体聚合物材料取代了原来的液体电解液(用多聚物取代液态有机溶剂)，从而让电池能够按照实际产品的需要设计成不同的外形，进一步为量产和普及扫清了障碍，3C产业从此也真正进入到发展的快车道。
清洁电池时代
似乎从一开始，电池这东西就跟什么硫酸什么金属，以及这样那样的液体联系到一起，给人的感觉是不管怎样都要影响环境，搞不好还会有损人体健康。不过，“清洁电池”的方案也早就出现，虽然它诞生的初衷并不是为了保护环境，只不过是科学家为了寻找发电、保存电能的新方案而已，而且被认为是第一款“清洁电池”的硒光电池，当时也只是西门子为测量光量而进行的研究课题——1875年，德国人西门子基于“内光电效应”，发明出了对光敏感、受光发电的硒光电池。它其实是半导体光电池的一种，可以将光能转化成电能，产生电能的多少也与受光量成正比，这就是现代太阳能电池的雏形。
到了1889年，蒙德(Mood)和莱格(Langer)又提出了“燃料电池”这一名称，这同样不是为了“环保”而带来的方案，而是为了试试看用煤气等作为燃料能不能更好地控制电池成本，并且让电池能够搞定更大规模的应用。后来的燃料电池也确实做到了这一点，用煤气作为燃料，运用机电效应等原理，将燃料电极、空气／氧气电极和电解液三部分组成一个电化学系统，通过冷燃烧的方式将化学能转化为电能。因为是冷燃烧，所以第一不会有火焰，一氧化碳、二氧化硫之类有害气体的排放量非常低，第二这种方式也很少会有机械参与其中，硬件损耗就几乎可以无视了再加上产生与存储电能的效率极高，这在后来就被应用到了航空航天之类的项目上。 或者说，电池能否“清洁”地进行工作，被看作是电池为生产生活提供更多帮助的重要基础，而除了太阳能电池和燃料电池，其实从镍镉电池发展到镍氢电池，也是为了避免镉对环境造成危害——让电池更加环保安全，这可以说是电池发展的源动力之一。
电池有多少种
在前文当中，我们已经介绍了各种电池的类型与成分，这可能会让大家感觉到困惑。因为当中一些概念和分类是相互涵盖的，比如可充电电池能够做成干电池和湿电池两种，像太阳能那样的清洁能源又似乎没有一个合适的类别来归纳，因此我们需要超越已有的观念，重新对电池来进行分类。简单来说，我们会将现在主流的电池分成碱性电池、锂电池、酸性蓄电池和太阳能电池四种。
其中，碱性电池分成一次电池和二次电池，一次电池比如碱性锌锰电池，这也是目前碱性电池的主导产品，它比过去的碳锌电池和氯化锌电池更加安全，容量也更大；碱性二次电池则以镍氢电池为代表，它凭借高寿命和环保等特性，已经在进入21世纪之后逐渐淘汰了过去的镍镉电池。基本上，碱性电池都以民用为主，因此特别强调安全、环保与价格。
与碱性电池一样，锂电池也是与普通老百姓关系最密切的电池类型之一，它分成锂一次电池和锂二次电池两种。锂一次电池又称金属锂电池，它的负极采用金属锂，而正极则根据需要，在二氧化锰、二氧化硫、亚硫酰氯、二硫化铁、碘等元素当中进行选择，这样的组合会得到高电压、大功率、放电能力出色的电池，在民用之外，在军事领域也有广泛应用：而锂二次电池就更加随处可见一它包括锂离子蓄电池和锂离子聚合物电池，目前我们已经完全实现了锂二次电池生产的国产化，生产和销售各方面都非常成熟。
酸性蓄电池虽然名字听起来好像不太流行，但我们也一定不陌生，酸性蓄电池当中的铅酸蓄电池常用在汽车、电瓶车、摩托车等产品上，尤其是现在随处可见的电瓶车，这一电池类型可是为环保事业做了很大的贡献。至于太阳能电池，目前主要还处于研发的阶段，当中只有包括单晶硅、多晶硅和非晶硅电池在内的硅光电池可以工业化生产，不过长远来看，目前的这些太阳能电池方案工作效率还太低，存储和输出电能都不够稳定，这就留给未来的Geek们去解决了。
未来电池什么样
了解了从过去到现在电池发展这一路走来的情况，让我们多少也会展望一下未来会出现哪些新型电池。现在各国的科学家、大小Geek们也仍然在努力折腾，希望能引领未来电池的潮流，这当中也出现了不少有趣的设计。比如超薄电池，这类设计的初衷是为最终的产品争取外观设计上更大的自由度，毕竟电池一直是制约手机、平板电脑等产品体型进一步缩小的关键。2007年，欧洲一个研究团体在《太阳能》杂志在线版上发表论文，介绍了利用光的强度自动充电的超薄太阳能电池，原型产品重量仅有2g，厚度还不到1mm，并且生产成本也很好控制：同年8月，美国伦斯勒理工学院(Rensselaer Poechnic Insfitule，RPI)也发明出了一种纸电池，它通过把碳纳米管嵌入纸当中而制成，这样的电池不仅可以随意弯曲，而且能在150摄氏度到零下70摄氏度的极端天气当中正常工作，这些都为行业的发展指出了道路。一方面要薄，另一方面我们也需要电池的容量更大。在2010年，松下开发出容量为4安时(4000毫安时)的锂电池，比现有的产品高出了30％；仅过了一年，在今年2月，同为日本企业的东芝宣布，它们设计出了单体容量达到60安时的锂离子电池，并已经开始在新落成的工厂里批量生产，这不仅够电瓶车使用，还为电动汽车在接下来的发展奠定了技术基础。此外，美国的斯坦福大学和麻省理工学院也分别从纳米硅线和碳纳米管两个方向着手，开发出了自己的超大容量电池方案。
当然，最让Geek们期待的，还是2009年美国密苏里大学的“核电池”项目。这是通过收集放射性物质衰变时释放的带电粒子，来形成稳定的电流。在研究团队的演示当中，一块硬币大小的电池能够发出普通化学电池需要充电100万次才能发出的电力，再换算—下的话，这可以让我们的手机五千年不用充电，基本就是一个“一辈子不用充电”的方案。想想看，也许这一方案会让无数的传统电池厂商破产，但对于我们普通老百姓来说，在安全有保障的情况下，这可真是一个值得期待的、美妙的、终极的未来啊。