铅酸电池的工作

铅酸电池的工作

铅酸电池的工作与化学有关，了解它非常有趣。铅酸电池的充放电条件涉及到巨大的化学过程。当酸溶解时，稀硫酸H 2 SO 4分子分裂成两部分。它将产生正离子 2H+ 和负离子 SO 4 -。正如我们之前所说，两个电极连接为板，阳极和阴极。阳极捕获负离子，阴极吸引正离子。这种在阳极和 SO 4 - 和阴极中的键合与 2H+ 交换电子，并进一步与 H2O 或水（稀硫酸、硫酸 + 水）反应。

电池有两种化学反应状态，充电和放电。

铅酸电池充电

众所周知，要给电池充电，我们需要提供大于端电压的电压。所以要给12.6V的电池充电，可以加13V。

但是当我们给铅酸电池充电时会发生什么呢？

好吧，我们之前描述的化学反应相同。具体来说，当电池与充电器连接时，硫酸分子分解成两种离子，正离子2H+和负离子SO 4 -。氢气与阴极交换电子变成氢气，氢气与阴极中的PbSO 4反应生成硫酸（H 2 SO 4）和铅（Pb）。另一方面，SO 4 - 与阳极交换电子，成为自由基SO 4。该 SO 4与阳极的 PbSO 4 反应生成过氧化铅 PbO 2和硫酸（H 2 SO 4）。能量通过增加硫酸的重力和增加电池电位来储存。

如上所述，在充电过程中，阳极和阴极会发生以下化学反应。

在阴极

PbSO 4 + 2e - => Pb + SO 4 2-

在阳极

PbSO 4 + 2H 2 O => PbO 2 + SO 4 2- + 4H - + 2e -

结合以上两个方程，整体化学反应将是

2PbSO 4 + 2H 2 O => PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4

有多种方法可用于对铅酸电池进行充电。每种方法都可用于特定应用的特定铅酸电池。一些应用使用恒压充电方法，一些应用使用恒定电流方法，而在某些情况下，挠性充电也很有用。通常电池制造商会提供给特定铅酸电池充电的正确方法。恒流充电通常不用于铅酸电池充电。

铅酸电池最常用的充电方法是恒压充电方法，这是一种在充电时间方面有效的方法。在完全充电周期中，充电电压保持恒定，电流随着电池充电水平的增加而逐渐减小。

铅酸电池放电

铅酸电池的放电再次涉及化学反应。硫酸为稀释形式，通常与水和硫酸的比例为 3:1。当负载跨板连接时，硫酸再次分解为正离子 2H+ 和负离子 SO 4。氢离子与 PbO 2反应生成PbO 和水 H 2 O。PbO 开始与 H 2 SO 4反应生成 PbSO 4和 H 2 O。

另一方面，SO 4 - 离子与 Pb 交换电子，产生自由基 SO 4，进而产生与 Pb 反应的 PbSO 4。

如上所述，在放电过程中，阳极和阴极会发生以下化学反应。这些反应与充电反应完全相反：

在阴极

Pb + SO 4 2- => PbSO 4 + 2e -

在阳极：

PbO 2 + SO 4 2- + 4H - + 2e - => PbSO 4 + 2H 2 O

结合以上两个方程，整体化学反应将是

PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 => 2PbSO 4 + 2H 2 O

由于阳极和阴极之间的电子交换，板间的电子平衡受到影响。然后电子流过负载，电池放电。

在此排放过程中，稀硫酸的比重降低。同时，电池的电位差减小。