鉛酸蓄電池的工作原理

時(shí)間：2020-01-05作者：北京旭祥瑞特科技有限公司瀏覽：208

1、鉛酸蓄電池的工作原理

（1）、鉛酸蓄電池充電后，正極板是二氧化鉛（PbO2），在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化鉛與水天生可離解的不穩(wěn)定物質(zhì)—?dú)溲趸U（Pb（OH）4），氫氧根離子在溶液中，鉛離子（Pb）留在正極板上，故正極板上缺少電子。

（2）、鉛酸蓄電池充電后，負(fù)極板是鉛（Pb），與電解液中的硫酸（H2SO4）發(fā)生反應(yīng)，變成鉛離子（Pb 2），鉛離子轉(zhuǎn)移到電解液中，負(fù)極板上留下多的兩個(gè)電子（2e）。

（3）、可見(jiàn)，在未接通外電路時(shí)（電池開(kāi)路），由于化學(xué)作用，正極板上缺少電子，福較板上多余電子，如右圖所示，兩較板見(jiàn)就產(chǎn)生了一定的電位差，這就是電池的電動(dòng)勢(shì)。

2、鉛酸蓄電池放電過(guò)程的電化反應(yīng)

（1）鉛酸蓄電池放電時(shí)，在蓄電池的電位差作用下，負(fù)極板上的電子經(jīng)負(fù)載進(jìn)進(jìn)正極板形成電流I。同時(shí)在電池內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

（2）負(fù)極板上每個(gè)鉛原子放出兩個(gè)電子后，天生的鉛離子（Pb 2）與電解液中的硫酸根離子（SO4?2）反應(yīng)，在較板上天生難溶的硫酸鉛（PbSO4）。

（3）正極板的鉛離子（Pb 4）得到來(lái)自負(fù)極的兩個(gè)電子（2e）后，變成二價(jià)鉛離子（Pb 2）與電解液中的硫酸根離子（SO42）反應(yīng)，在較板上天生難溶的硫酸鉛（PbSO4）。正極板水解出的氧離子（O2）與電解液中的氫離子（H ）反應(yīng)，天生穩(wěn)定物質(zhì)水。

（4）電解液中存在的硫酸根離子和氫離子在電力場(chǎng)的作用下分別移向電池的正負(fù)極，在電池內(nèi)部形成電流，整個(gè)回路形成，蓄電池向外持續(xù)放電。

（5）放電時(shí)H2SO4濃度不斷下降，正負(fù)極上的硫酸鉛（PbSO4）增加，電池內(nèi)阻增大（硫酸鉛不導(dǎo)電），電解液濃度下降，電池電動(dòng)勢(shì)降低。

（6）化學(xué)反應(yīng)式為：

正極物質(zhì) 電解液 負(fù)極物質(zhì) 正極生成物 電解液生成物 負(fù)極生成物

PbSO4 ＋ 2H2O ＋ PbSO4 PbO2 ＋ 2H2SO4 ＋ Pb

硫酸鉛 水 硫酸鉛 氧化鉛 硫酸 鉛

3、鉛酸蓄電池充電過(guò)程的電化反應(yīng)

（1）充電時(shí)，應(yīng)在外接一直流電源（充電極或整流器），使正、負(fù)極板在放電后天生的物質(zhì)恢復(fù)成原來(lái)的活性物質(zhì)，并把外界的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。

（2）在正極板上，在外界電流的作用下，硫酸鉛被離解為二價(jià)鉛離子（Pb 2）和硫酸根負(fù)離子(SO4-2)由于外電源不斷從正極吸取電子，則正極板四周游離的二價(jià)鉛離子（Pb 2）不斷放出兩個(gè)電子來(lái)補(bǔ)充，變成四價(jià)鉛離子（Pb 4），并與水繼續(xù)反應(yīng)，良好在正極較板上天生二氧化鉛（PbO2）。

（3）在負(fù)極板上，在外界電流的作用下，硫酸鉛被離解為二價(jià)鉛離子（Pb 2）和硫酸根負(fù)離子（SO4￣2），由于負(fù)極不斷從外電源獲得電子，則負(fù)極板四周游離的二價(jià)鉛離子（Pb 2）被中和為鉛（Pb），并以絨狀鉛附在負(fù)極板上。

（4）電解液中，正極不斷產(chǎn)生游離的氫離子（H ）和硫酸根離子（SO4￣2），負(fù)極不斷產(chǎn)生硫酸根離子（SO4￣2），在電場(chǎng)的作用下，氫離子向負(fù)極移動(dòng)，硫酸根離子向正極移動(dòng)，形成電流。

（5）充電后期，在外電流的作用下，溶液中還會(huì)發(fā)生水的電解反應(yīng)。

（6）化學(xué)反應(yīng)式為：

正極活性物質(zhì) 電解液 負(fù)極活性物質(zhì) 正極生成物 電解液生成物 負(fù)極生成物

PbO2 ＋ 2H2SO4 ＋ Pb PbSO4 ＋ 2H2O ＋ PbSO4

二氧化鉛 稀硫酸 鉛 硫酸鉛 水 硫酸鉛

4、鉛酸蓄電池充放電后電解液的變化

（1）從上面可以看出，鉛蓄電池放電時(shí),電解液中的硫酸不斷減少,水逐漸增多,溶液比重下降。

（2）從上面可以看出,鉛酸蓄電池充電時(shí),電解液中的硫酸不斷增多,水逐漸減少,溶液比重上升。

（3）實(shí)際工作中,可以根據(jù)電解液比重的變化來(lái)判定鉛酸蓄電池的充電程度。


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• 詞條

  詞條說(shuō)明

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