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铅酸蓄电池工作原理详解
时间:2017-10-30  来源:柏克甘肃  点击:
 
  铅酸蓄电池是1859年G.plante发明的。自铅酸蓄电池被发明以来,因其价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点,目前已成为世界上产量最大、用途最广泛……

  铅酸蓄电池是1859年G.plante发明的。自铅酸蓄电池被发明以来,因其价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点,目前已成为世界上产量最大、用途最广泛的蓄电池品种。铅酸蓄电池经过一百多年的发展,技术不断更新,现已被广泛应用于汽车、通信、电力、铁路、电动车等各个领域。以产品的结构形式分类,可以分为开口式、富液免维护式、玻璃丝棉隔板吸附式阀控密封型(AGM)、阀控胶体型(GEL)等几大类产品。

    根据热力学原理,铅酸蓄电池的电动势是2V,同样额定电压也是2V,所以我们日常见到的铅酸蓄电池产品的电压都是2V的倍数。我们常用的6V和12V电池分别是由3个和6个内部串联的2V蓄电池单元组成的。像我们日常见到的其他种类电池一样,铅酸蓄电池的每个单元也分正极和负极。铅酸蓄电池的正极是以结晶细密、疏松多孔的二氧化铅作为储存电能的物质,正常为红褐色,负极是以海绵状的金属铅作为储存电能的物质,正常为灰色。正极和负极储存电能的物质统称为活性物质。

    铅酸蓄电池用纯净的稀硫酸作为电解液,比重一般在1.2~1.3g/ml之间,电解液的主要作用是参加极板上的化学反应、导通离子和降低电池反应时的温度。蓄电池的正极和负极之间由隔板隔开,吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来。胶体蓄电池的隔板种类比较多,而且很多厂家还使用多种材料复合的隔板。在蓄电池充、放电时,正极、负极活性物质和电解液同时参加化学反应。

    铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下:
    正极:  PbO2 + 2e + HSO4- + 3H+ == PbSO4 + 2H2O
    负极:  Pb + HSO4- == PbSO4 + H+ + 2e
    总反应: PbO2 + 2 H2SO4 + Pb == 2 PbSO4 + 2H2O

    从以上的化学反应方程式中可以看出,铅酸蓄电池在放电时,正极的活性物质二氧化铅和负极的活性物质金属铅都与硫酸电解液反应,生成硫酸铅,在电化学上把这种反应叫做“双硫酸盐化反应”。在蓄电池刚放电结束时,正、负极活性物质转化成的硫酸铅是一种结构疏松、晶体细密的结晶物,活性程度非常高。在蓄电池充电过程中,正、负极疏松细密的硫酸铅,在外界充电电流的作用下会重新变成二氧化铅和金属铅,蓄电池就又处于充足电的状态。正是这种可逆转的电化学反应,使蓄电池实现了储存电能和释放电能的功能。

    人们在日常使用中,通常使用蓄电池的放电功能,把充电阶段作为对蓄电池的维护工作。铅酸蓄电池在充足电的情况下可以长时间保持电池内化学物质的活性,而在蓄电池放出电以后,如果不及时充足电,电池内的活性物质很快就会失去活性,使蓄电池内部产生不可逆转的化学反应。所以无论是电动车电池还是其他用途的铅酸蓄电池,一般生产厂家都会要求使用者对蓄电池充足电保存,并定期对电池补充电。

 
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