鉛酸電池的工作原理

鉛酸電池是一種使用最廣泛的蓄電池，它以海綿狀的鉛作為負(fù)極，二氧化鉛作為正極，用硫酸水溶液作為電解液，它們共同參與電池的電化學(xué)反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)原理如下：

pbO2+2H++2HSO4-+pb→2pbSO4+2H2O

從反應(yīng)原理可以看到，在放電時(shí)，正負(fù)極材料都與電解液中的硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛，正常情況下，所生成的硫酸鉛結(jié)構(gòu)疏松，并且其晶體非常細(xì)小，電化學(xué)活性很高，這種活性很高的硫酸鉛在充電時(shí)可以在電流用途下重新生成正極的二氧化鉛和負(fù)極的海綿狀鉛。通過(guò)這種穩(wěn)定的可逆過(guò)程，電池實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)存電能和釋放電能的用途。

放電時(shí)生成硫酸鉛的過(guò)程亦稱為鹽化反應(yīng)、硫化反應(yīng)，這種硫酸鹽生成后的一段時(shí)間內(nèi)活性很強(qiáng)。假如這段時(shí)間內(nèi)未充電，未能及時(shí)轉(zhuǎn)化為海綿狀鉛和二氧化鉛。隨溫度下降，活性的硫酸鉛會(huì)再結(jié)晶成為顆粒較大的晶體。這種白色粗晶粒硫酸鉛導(dǎo)電性能很差，難溶解，充電時(shí)也不能再很容易地還原成海綿狀鉛和二氧化鉛，形成了不可逆的硫酸鹽化，嚴(yán)重時(shí)，這些結(jié)晶體附著在電極表面，阻擋了電解液與涂層活性物質(zhì)的反應(yīng)，造成內(nèi)阻增大，容量下降，電解液溫度過(guò)高，O2、H2溢出而失水，電極柵板變形，活性物質(zhì)脫落，單格電池短路或斷路等惡性循環(huán)發(fā)生。