铅酸电池原理,铅酸蓄电池的主要组成部件及其功用是什么?

铅酸电池原理

铅酸电池原理,铅酸蓄电池的主要组成部件及其功用是什么?


铅酸蓄电池内装有多空多层的二氧化铅板和松软多孔的Pb板,整个电池内充满了硫酸溶液 。放电时,负极板(铅板)逐渐被氧化成硫酸铅 , 正极板(二氧化铅)逐渐被还原成硫酸铅 , 两个极板生成的硫酸铅都释放到溶液中,此时溶液渐渐降低了酸性,比重增大 。充电时,溶液中的硫酸铅分别被还原成铅和氧化成二氧化铅,铅在负极板上沉积 , 二氧化铅在正极板上沉积 。
铅酸蓄电池的主要组成部件及其功用是什么?主要结构有正负极班组(12V有六个正负极班组),隔板,电解液,联条(连接各级班组) , 正负极柱,外壳组成 。
作用:
极板分正负极两组:在充电状态时,正极板为二氧化铅(PbO2) , 呈棕褐色,负极板为纯铅(Pb),呈浅灰色,每一单电池的负极板多一块 , 即每一正极板在二负极板之间 。
隔板(纸)为了防止正、负极板互相接触,造成内部短路自行放电 。因此,在正、负极板之间装有隔板(纸),密封阀控式铅酸蓄电池用的是玻璃纤维隔板(纸),这种材料除起隔离作用外,还有吸收电解液的功效,并且不易被酸腐蚀 。
电极中的电化学反应
当VRLA蓄电池充电将达到顶点时,充电电流只被用来分解电解液中的水,此时 , 电池正极产生氧气,负极产生氢气,气体会从蓄电池中溢出,造成电解液减少,需不定时加水 。另一方面 , 充电末期或过充条件下,充电能量被用来分解水,正极产生的氧气与负极的海绵状铅反应 , 使负极的一部分处于未充满状态,抑制负极氢气的产生 。
以上内容参考:百度百科-铅酸电池铅蓄电池的工作原理是什么铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成 。充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅(PbO2) , 负极板是灰色的绒状铅(Pb),当两极板放置在浓度为27%~37%的硫酸(H2SO4)水溶液中时,极板的铅和硫酸发生化学反应,二价的铅正离子(Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e-) 。由于正负电荷的引力,铅正离子聚集在负极板的周围,而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅(PbO2)渗入电解液,其中两价的氧离子和水化合,使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb(OH)4) 。氢氧化铅由4价的铅正离子(Pb4+)和4个氢氧根〔4(OH)-〕组成 。4价的铅正离子(Pb4+)留在正极板上,使正极板带正电 。由于负极板带负电,因而两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势 。当接通外电路,电流即由正极流向负极 。在放电过程中 , 负极板上的电子不断经外电路流向正极板,这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子(H+)和硫酸根负离子(SO42-),在离子电场力作用下 , 两种离子分别向正负极移动,硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅(PbSO4) 。在正极板上,由于电子自外电路流入 , 而与4价的铅正离子(Pb4+)化合成2价的铅正离子(Pb2+) , 并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上 。
铅酸蓄电池用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用1.28%的稀硫酸作电解质 。在充电时,电能转化为化学能 , 放电时化学能又转化为电能 。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅 。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅 。移去电源后 , 它又恢复到放电前的状态,组成化学电池 。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池 , 叫做二次电池 。它的电压是2V,通常把三个铅蓄电池串联起来使用 , 电压是6V 。汽车上用的是6个[2]铅蓄电池串联成12V的电池组 。铅蓄电池在使用一段时间后要补充蒸馏水,使电解质保持含有22~28%的稀硫酸 。
放电时,正极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4
总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4 === 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左反应是充电)【铅酸电池原理,铅酸蓄电池的主要组成部件及其功用是什么?】

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