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    鉛酸蓄電池介紹

    發布時間:2014/11/26 閱讀: 次 【字體:
    鉛酸蓄電池介紹

    一  概述
    鉛酸蓄電池是蓄電池的一種,主要特點是采用稀硫酸做電解液,用二氧化鉛和絨狀鉛分別做為電池的正極和負極的一種酸性蓄電池。英語:Lead-acid battery 。荷電狀態下,正極主要成分為二氧化鉛,負極主要成分為鉛;放電狀態下,正負極的主要成分均為硫酸鉛。
    二 充放電化學反應方程式
        鉛酸蓄電池電極反應式為:當放電時,硫酸溶液的濃度將不斷降低, 當溶液的密度降到1.18g/ml時應停止放電,馬上進行充電
      充電:2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4(電解池)
      放電:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(原電池)
      陽極:PbSO4 + 2H2O- 2e - === PbO2 + 4H+ +SO42-  陰極:PbSO4 + 2e -=== Pb + SO42-
      負極:Pb + SO42-- 2e - === PbSO4
    正極:PbO2 + 4H + SO42- + 2e -=== 2H2O+ PbSO4
    三  工作原理
        工作原理:蓄電池的充電過程和放電過程是一種可逆的化學反應,充放電過程中蓄電池內的導電是靠正、負離子的反向運動來實現的。
      1、放電過程 當極板浸入電解液時,在負極板,有少量鉛溶入電解液生成Pb2+,從而在負極板上留下兩個電子2e,使負極板帶負電,此時負極板具有0.1V的負電位。 在正極板處,少量PbO2溶入電解液,與水反應生成Pb(OH)4再分離成四價鉛離子和氫氧根離子。一部分Pb4+沉附在正極板上,使極板呈正電位,約為+2.0V。故當外路未接通時,蓄電池的靜止電動勢E0約為: E0=2.0 -(–0.1)=2.1V 若接通外電路,在電動勢的作用下,使電路產生電流,在正極板處Pb4+ 和負極板來的電子結合,生成二價鉛離子Pb2+,Pb2+再與電解液中的SO42- 結合,生成PbSO4而沉附在正極板上,使得正極板電位降低,則正極板上的總反應式為:在負極板處Pb2+與SO42-結合,生成PbSO4而沉附在負極板上。如果外電路不中斷,正、負極板上的PbO2和Pb將不斷地轉化為PbSO4。電解液中的H2SO4將不斷的減小,而H2O增多,電解液相對密度下降。理論上講,放電過程將進行到極板上的活性物質全部變為PbSO4為止。但由于電解液不能滲透到活性物質的最內層中去,在使用中,所謂放電完了的蓄電池,也只有20%~30%的活性物質變成了PbSO4。故采用薄型板,增加多孔率,有利于提高活性物質的利用率。
      2、充電過程 充電時,蓄電池接直流電源,因直流電源端電壓高于蓄電池電動勢,故電流從正極流入,負極流出。這時,正、負極板發生的反應與放電過程相反,如正極板處有少量PbSO4溶于電解液變成Pb2+和SO42-,Pb2+在電源力作用下失去兩個電子變成Pb4+,它又和電解液中OH-結合,生成Pb(OH)4,Pb(OH)4又分解成PbO2和H2O,PbO2沉附在正極板上,而SO42-與電解液中的H+結合成H2SO4, 負極板上有少量PbSO4溶入電解液中,變成Pb2+和SO42-,Pb2+在電源作用下獲得兩個電子變成Pb,沉附在附報板上,SO42-則和電解液中H+結合變成H2SO4,?梢姵潆娺^程中消耗了水,生成了硫酸,故充電時電解液的相對密度是上升的,而放電時電解液相對密度是下降的。
     
     
     
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