铅蓄电池内的阳极(PbO₂)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2V的电力,这是根据铅蓄电池原理,经由充放电,则阴阳极及电解液即会发生如下的变化:
(阳极) (电解液) (阴极)PbO₂+2H₂SO₄+Pb=PbSO₄+2H₂O+PbSO₄(放电反应)。(二氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) PbO₂中Pb的化合价降低,被还原,负电荷流动;海绵状铅中Pb的化合价升高,正电荷流动。
(阳极) (电解液) (阴极)PbSO₄+2H₂O+PbSO₄=PbO₂+2H₂SO₄+Pb (充电反应)(必须在通电条件下)(硫酸铅) (水) (硫酸铅) 。
第一个硫酸铅中铅的化合价升高,被氧化,正电荷流入正极;第二个硫酸铅中铅的化合价降低,被还原,负电荷流入负极。
1、放电中的化学变化 :蓄电池连接外部电路放电时,稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物硫酸铅。经由放电硫酸成份从电解液中释出,放电愈久,硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例,只要测得电解液中的硫酸浓度,亦即测其比重,即可得知放电量或残余电量。
2、充电中的化学变化:由于放电时在阳极板,阴极板上所产生的硫酸铅,会在充电时被分解还原成硫酸,铅及二氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加,亦即电解液之比重上升,并逐渐回复到放电前的浓度。
这种变化显示出蓄电池中的活性物质已转换到可以再度供电的状态,当两极的硫酸铅被转变成原来的活性物质时,即等于充电结束,而阴极板就产生氢,阳极板则产生氧,充电到最后阶段时,电流几乎都用在水的电解,因而电解液会减少,此时应以纯水补充之。
工作原理:铅蓄电池的两组极板插入稀硫酸溶液里发生化学变化就产生电压。通入直流电时,在正极板上的氧化铅变成了棕褐色的二氧化铅,在负极板上的氧化铅就变成灰色的绒状铅铅蓄电池放电时,正负极板上的活性物质都吸收硫酸起了化学变化,逐渐变成了硫酸铅。
铅酸蓄电池,其正极为二氧化铅,负极为海绵状铅,电解质为硫酸水溶液,隔板根据不同类型的铅蓄电池使用微孔橡胶隔板、微孔塑料隔板或其他材料,电池壳体使用硬橡胶、工程塑料、玻璃钢等材料制成。
铅酸蓄电池的内阻及容量
1、蓄电池充电时,电解的密度发生变化,极板上的有效物质发生变化,内阻也随之变化。铅酸蓄电池的内阻公式为R=(E-U)/I,其中,R为蓄电池内阻;E为开路电压;U为工作时的端电压;I为放电电流。
2、蓄电池的容量:船用蓄电池的容量一般以10小时放电率的安培小时做单位。例如250安培小时的蓄电池能以25安培的电流放电10小时。但是同一蓄电池在1小时的放电率时不能给出250安培小时容量。
扩展资料
铅酸蓄电池常用的车用蓄电池主要分为三类:普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池。
普通蓄电池:普通蓄电池的极板由铅和铅的氧化物构成,电解液为硫酸的水溶液。它的主要优点为电压稳定、价格便宜;缺点是比能低 ( 即每公斤蓄电池存储的电能 ) 、使用寿命短和日常维护频繁。
干荷蓄电池:它的全称为干式荷电铅酸蓄电池,它的主要特点为负极板有较高的储电能力,在完全干燥状态下,能在两年内保存所得到的电量,使用时,只需加入电解液,等过 20 — 30 分钟就可使用。
免维护蓄电池:免维护蓄电池由于自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。
使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。市场上的免维护蓄电池也有两种:第一种在购买时一次性加电解液以后使用中不需要维护( 添加补充液 ) ;另一种为电池本身出厂时就已经加好电解液并封死,用户根本就不能加补充液。