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铅酸蓄电池工作原理

共阅【1544】次 发布时间:2018-3-15

1、蓄电池的放电
将蓄电池与电路上的负载接通时,在电动势的作用下,电流从正极经过负载流往负极(电子从蓄电池负极经外电路流向正极),使正极电位降低,负极电位升高,破坏了原有的平衡。放电时的化学反应过程。
正极板上的反应如下:
Pb02+2H20+SO4 +2e→PbS04+40H
在负极板处,Pb原子失去电子后变成pb2’,与电解液中的SO;一结合也生成PbS()。沉附于负极板上,而极板上的金属继续溶解,生成pbz’和电子。
负极板上的反应如下:
Pb+SO4一2e→PbS04
如果电路不中断,上述化学反应将不断进行,使正极板上的Pb02和负极板上的Pb都逐渐转变为。PbS04,电解液中H2S04逐渐减少而水逐渐增多,电解液相对密度减小。总的化学反应式如下:
Pb02+2HzS()4+Pb—PbS04+2H20+PbS04
2、蓄电池的充电
充电时将蓄电池的正负极与直流电源的正负极对应相接,当电源电压高于蓄电池的电动势时,在电源力的作用下,电流从蓄电池正极流入,负极流出(电源驱使电子从蓄电池正极经外电路流向负极)。
正极板上的反应如下:
PbS04+40t{_一2e_÷Pb02+2H20+s0:
在负极板处,也有少量的PbSO。进入电解液中,离解为。pb:’和S00 Pb。’在电源力的作用下获得两个电子变成金属Pb,沉附在负极板上。而sO}则与电解液中的H上结合,生成硫酸。
负极板上的反应如下:
PbS04+2e—+Pb+so}
由此可见,在充电过程中,正负极板上的PbSO。将逐渐恢复为Pb和Pb,电解液中H2s0。逐渐增多而水逐渐减少,电解液相对密度增大。总的化学反应式如下:
PbS04+2H20+PbS()4—+Pb02+2H2s()4+Pb
由蓄电池充放电时的化学反应过程,可以得出如下几点结论。
(1)蓄电池在放电时,电解液中的硫酸逐渐减少,水逐渐增多,电解液密度减小;蓄电池在充电时,电解液中的硫酸逐渐增多,而水逐渐减少,电解液密度增大。因此,可以通过测量电解液密度的方法定性地判断蓄电池充放电程度。
(2)在充放电时,电解液密度发生变化,主要是由于正极板的活性物质发生化学反应的结果,因此要求正极板处的电解液流动性要好。所以在装配蓄电池时,应将隔板有沟槽的一面对着正极板,以便电解液流通。
(3)蓄电池放电终了时,极板上尚有’70%~80%的活性物质没有起作用。因此,要减轻铅蓄电池的质量,提高供电能力,应该充分提高极板活性物质的利用率,在结构上提高极板的多孔性,减小极板的厚度。

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