铅酸蓄电池的原理

2018-08-28      989 次浏览

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。


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)+水(H2O)


电池外壳


隔离板


其它(液口栓.盖子等)


铅蓄电池之原理


铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2V的电力,这是根据铅蓄电池原理,经由充放电,则阴阳极及电解液即会发生如下的变化:


(阳极)(电解液)(阴极)


PbO2+2H2SO4+Pb--->PbSO4+2H2O+PbSO4(放电反应)


(过氧化铅)(硫酸)(海绵状铅)


(阳极)(电解液)(阴极)


PbSO4+2H2O+PbSO4--->PbO2+2H2SO4+Pb(充电反应)


(硫酸铅)(水)(硫酸铅)


1.放电中的化学变化


蓄电池连接外部电路放电时,稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出,放电愈久,硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例,只要测得电解液中的硫酸浓度,亦即测其比重,即可得知放电量或残余电量。


2.充电中的化学变化


由于放电时在阳极板,阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加,亦即电解液之比重上升,并逐渐回复到放电前的浓度,这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态,当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时,即等于充电结束,而阴极板就产生氢,阳极板则产生氧,充电到最后阶段时,电流几乎都用在水的电解,因而电解液会减少,此时应以纯水补充之。

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