蓄电池的工作原理，蓄电池的充放电方法图解

蓄电池的工作原理与充电放电方法

蓄电池是由浸渍在电解液中的正极板(二氧化铅Pb02)和负极板(海绵状纯铅Pb)组成的，电解液是硫酸(H2S04)的水溶液。

当蓄电池和负载接通放电时，正极板上的Pb02 和负极板上的Pb都变成PbS04，电解液中的H2S04减少，相对密度下降。

充电时按相反的方向变化，正负极板上的PbS04分别恢复成原来的Pb02和Pb，电解液中的硫酸增加，相对密度变大。如略去中间的化学反应过程，可用下式表示：
Pb02 Pb十2H2S04=2PbS04 2H20 (1—1)

1、电势的建立

当极板浸入电解液时，在负极板处，金属铅受到两方面的作用，一方面它有溶解于电解液的倾向，因而有少量铅进入溶液，生成Pb2 ，在极板上留下两个电子2e，使极板带负电；另一方面，由于正、负电荷的吸引，Pb2 有沉附于极板表面的倾向。当两者达到平衡时，溶解便停止，此时极板具有负电位，约为-0.1V。

正极板处，少量Pb02溶入电解液，与水生成Pb(OH)：，再分离成四价铅离子和氢氧根离子。
即
Pb02 2H20---->Pb(OH)4
Pb(OH)4=Pb4 4(OH)-

由于Pb4 沉附于极板的倾向，大于溶解的倾向，因而沉附在正极板上，使极板呈正电位。当达到平衡时，约为 2.0V。

因此，当外电路未接通，反应达到相对平衡状态时，蓄电池的静止电动势约为：
E0=2.0-(-0.1)=2.1V

2、铅蓄电池的放电

当蓄电池接上负载后，在电动势的作用下，电流从正极经过负载流往负极(即电子从负极到正极)，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如图1—3所示。


在正极板处，Pb4 和电子结合，变成二价铅离子Pb2 ，Pb2 与电解液中的SO42-结合生成PbS04沉附于极板上。
即
Pb4 2e----> Pb2
Pb2 SO42-=PbSO4

在负极板处，Pb2 与电解液中的SO42-结合也生成PbS04沉附在负极板上，而极板上的金属铅继续溶解，生成Pb2 和电子。如果电路不中断，上述化学反应将继续进行，使正极板上的Pb02和负极板上的Pb都逐渐转变为PbS04，电解液中的PbS04逐渐减少而水增多，故电解液相对密度下降。

理论上，放电过程应进行到极板上的活性物质全部变为硫酸铅为止，而实际上是不可能的，因为电解液不能渗透到活性物质的最内层。