干粉蓄电池的工作原理是什么

2018-08-02      10060 次浏览

干粉蓄电池又称干荷蓄电池,初次使用的时候,再添加电解液。它的原理跟普通蓄电池的原理是一样,唯一不同就是它的正极和负极的活性物质是以干燥状态下储存,这样做的目的就是增加新蓄电池的储存性能,防止在储存过程中漏液,并且,由于是在干燥状态下储存,活性物质很难发生变质,另外,就是初次使用的时候,不必再充电,充电解液之后能立即使用。


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+2H2SO4+Pb==2PbSO4+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。


化学能转换成电能的装置叫化学电池,一般简称为电池。放电后,能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能;需要放电时再次把化学能转换为电能。将这类电池称为蓄电池(StorageBattery),也称二次电池。


所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。


蓄电池(StorageBattery)是将化学能直接转化成电能的一种装置,是按可再充电设计的电池,通过可逆的化学反应实现再充电,通常是指铅酸蓄电池,它是电池中的一种,属于二次电池。它的工作原理:充电时利用外部的电能使内部活性物质再生,把电能储存为化学能,需要放电时再次把化学能转换为电能输出,比如生活中常用的手机电池等。


它用填满海绵状铅的铅基板栅(又称格子体)作负极,填满二氧化铅的铅基板栅作正极,并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作电解质。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,生成硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,生成硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成单质铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池能反复充电、放电,它的单体电压是2V,电池是由一个或多个单体构成的电池组,简称蓄电池,最常见的是6V,其它还有2V、4V、8V、24V蓄电池。如汽车上用的蓄电池(俗称电瓶)是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。


对于传统的干荷铅蓄电池(如汽车干荷电池、摩托车干荷电池等)在使用一段时间后要补充蒸馏水,使稀硫酸电解液保持1.28g/ml左右的密度;对于免维护蓄电池,其使用直到寿命终止都不再需要添加蒸馏水。[1]


化学原理


方程式如下:


总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)可逆符号2PbSO4(s)+2H2O(l)


放电时:负Pb(s)-2e-+SO42-(aq)=PbSO4(s)


正PbO2(s)+2e-+SO42-(aq)+4H+(aq)=PbSO4(s)+2H2O(l)


总Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)


充电时电解池


阴极PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)


阳极PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=Pbo2(s)+SO42-(aq)+4H+(a


注(充电时阴极为放电时负极)


物理构成


构成铅蓄电池之主要成份如下:


阳极板(过氧化铅.PbO2)--->活性物质


阴极板(海绵状铅.Pb)--->活性物质


电解液(稀硫酸)--->硫酸(H2SO4)+蒸馏水(H2O)


电池外壳、盖(PPABS阻燃)


隔离板(AGM)


安全阀


正负极柱,正负极柱等


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