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鉛酸電池的工作原理及特性

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年05月21日  

1)放電


把正、負極板互不接觸而浸入容器的電解液中,在容器外用導線和燈泡把兩種極板連接起來,如圖(a)所示,此時燈泡亮,因為二氧化鉛板和鉛板都與電解液中的硫酸起了化學變化,使兩種極板之間出現了電動勢(電壓),在導線中有電流流過,即化學能變成了使燈泡發光的電能。這種由于化學反應而輸出電流的過程稱為蓄電池放電。


放電時,正負極板上的活性物質都與硫酸發生了化學變化,生成硫酸鉛PbSo4。當兩極板上大部分活性物質都變成了硫酸鉛后,蓄電池的端電壓就下降。當端電壓降到1.8-1.75V以后,放電不宜繼續下去,此時兩極板間的電壓稱為終止放電電壓。整個放電過程中,蓄電池中的硫酸逐漸減少而形成水,硫酸的濃度減少,電解液比重降低。蓄電池內阻增大,電動勢下降,端電壓也隨之減小,此時,正極板為淺褐色,負極板為深灰色。


2)充電


假如把外電路中的燈泡換成直流電源,即直流發電機或硅整流設備,并且把正極板接外電源的正極,負極板接外電源的負極,如(b)所示,當外接電源的端電壓高于蓄電池的電勢時,外接電源的電流就會流人蓄電池。電流的方向剛好與放電時的電流方向相反,于是在蓄電池內就出現了與上述相反的化學反應,就是說硫酸從極板中析出。正極板又轉化為二氧化鉛,負極板又轉化為純鉛,而電解液中硫酸增多,水減少。經過這種轉化,蓄電池兩極之間的電動勢又恢復了,蓄電池又具備了放電條件。這時,外接電源的電能充進了蓄電池變成化學能而貯存了起來,這種過程稱為蓄電池充電。充電過程使硫酸鉛小晶塊分別還原為二氧化鉛(正極板)和鉛綿(負極板),極板上的硫酸鉛消失。由于充電反應逐漸深入到極板上活性物質內部。硫酸濃度就新增,水分減少,溶液的密度增大,內阻減少,電勢增大,端電壓隨之上升。


3)蓄電的自放電現象


由于電解液所含金屬雜質沉淀在負極板上,以及極板本身活性物質中也含有金屬雜質。此,在負極板上形成局部的短路,形成了蓄電池自放電現象。通常在一晝夜內,蓄電池由于自放電,將使其容量減少0.5%--1%。自放電現象也隨著電解液的溫度、比重和使用時間的上升而新增。


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