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蓄电池怎样充电和放电

蓄电池是由什么组成的,在蓄电池中的各个部分又是怎么工作,怎么充电和放电呢?我们一起通过这节课来讲解一下蓄电池完成充电时里面的成分怎么变化?

回顾上期:5.蓄电池修复中常见到的问题和解决方法!

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.极板是在板栅上(或在铅筋套管中)涂上(或灌入)以氧化铅为主的粉膏(或铅粉),再焊接成组.通过直流电(充电)在正极栅(或铅筋)上的氧化铅就变成棕褐色的二氧化铅(pbo2),也叫过氧化铅. 在负极板栅上的氧化铅就变成灰色的绒状铅(pb),也叫海绵状铅,放电时,正负极板上的活性物质都吸收硫酸起了化学变化,逐渐变成硫酸铅(pbso4).当两种极板上大部分活性物质都变成了同样的硫酸铅后,蓄电池的电压就下降到不能再放电了,蓄电池放完电就应及时充电,使原来的二氧化铅和绒状铅得到恢复.蓄电池在充放电过程中,当电池通过一定数量的电量时,在极板和电解液中便生成及消失一定数量的物质,这就说明在充放电过程中,生成和消失的物质愈大,其通过的电量也就愈多,电池的容量也愈大,反之,通过的电量愈小,电池容量也就愈小.这就是说铅酸蓄电池的容量取决于参加化学反应的活性物质(二氧化铅、绒状铅和硫酸溶液)的数量.使活性物质参加化学反应的数量增加最有效的方法,是以大极板面积.由于极板面积增大和电解液的接解面积大,电池容量就大,也就增大了电池的体积,所以电池体积愈大,容量也愈大。


铅酸蓄电池正极活性物质是二氧化铅,负极活性物质是海绵铅,电解液是稀硫酸溶液, 其放电化学反应为二氧化铅、海绵铅与电解液反应生成硫酸铅和水,Pb(负极)+PbO2(正极)+2H2SO4====2PbSO4+2H2O(放电反应)其充电化学反应为硫酸铅和水转化为二氧化铅、海绵铅与稀硫酸。2PbSO4+2H2O====Pb(负极)+PbO2(正极)+2H2SO4 (充电反应)铅酸蓄电池单格额定电压为2.0V,一般串联为6V、12V用于汽车、摩托车启动照明使用,单体电池一般串联为48V、96V、110或220V用于不同场合。电池内正、负极板间采用电阻极低、杂质少成分稳定离子能通过的橡胶、PVC、PE或AGM隔板。

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。

蓄电池容量的大小由极板面积增大和电解液的接解面积来决定的,逆转的化学反应可以实现蓄电池储存电能和释放电能的功能。下节我们来了解一下废旧的蓄电池怎样处理? 

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