蓄電池充電什么原理？

時(shí)間：2018-08-16作者：北京弗納德電源設(shè)備有限公司瀏覽：173

1、鉛酸蓄電池電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生

鉛酸蓄電池充電后，正極板二氧化鉛（PbO2），在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化鉛與水生成可離解的不穩(wěn)定物質(zhì)--氫氧化鉛（Pb(OH)4），氫氧根離子在溶液中，鉛離子（Pb4）留在正極板上，故正極板上缺少電子。

鉛酸蓄電池充電后，負(fù)極板是鉛（Pb），與電解液中的硫酸（H2SO4）發(fā)生反應(yīng)，變成鉛離子（Pb2），鉛離子轉(zhuǎn)移到電解液中，負(fù)極板上留下多余的兩個(gè)電子（2e）。

可見(jiàn)，在未接通外電路時(shí)（電池開(kāi)路），由于化學(xué)作用，正極板上缺少電子，負(fù)極板上多余電子，如右圖所示，兩較板間就產(chǎn)生了一定的電位差，這就是電池的電動(dòng)勢(shì)。

2、鉛酸蓄電池放電過(guò)程的電化反應(yīng)鉛酸蓄電池放電時(shí)， 在蓄電池的電位差作用下，負(fù)極板上的電子經(jīng)負(fù)載進(jìn)入正極板形成電流I。同時(shí)在電池內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

負(fù)極板上每個(gè)鉛原子放出兩個(gè)電子后，生成的鉛離子（Pb2）與電解液中的硫酸根離子（SO4-2）反應(yīng)，在較板上生成難溶的硫酸鉛（PbSO4）。

正極板的鉛離子（Pb4）得到來(lái)自負(fù)極的兩個(gè)電子（2e）后，變成二價(jià)鉛離子（Pb2），，與電解液中的硫酸根離子（SO4-2）反應(yīng)，在較板上生成難溶的硫酸鉛（PbSO4）。正極板水解出的氧離子（O-2）與電解液中的氫離子（H）反應(yīng)，生成穩(wěn)定物質(zhì)水。

電解液中存在的硫酸根離子和氫離子在電力場(chǎng)的作用下分別移向電池的正負(fù)極，在電池內(nèi)部形成電流，整個(gè)回路形成，蓄電池向外持續(xù)放電。

放電時(shí)H2SO4濃度不斷下降，正負(fù)極上的硫酸鉛（PbSO4）增加，電池內(nèi)阻增大（硫酸鉛不導(dǎo)電），電解液濃度下降，電池電動(dòng)勢(shì)降低。

3、鉛酸蓄電池充電過(guò)程的電化反應(yīng)

充電時(shí)，應(yīng)在外接一直流電源（充電極或整流器），使正、負(fù)極板在放電后生成的物質(zhì)恢復(fù)成原來(lái)的活性物質(zhì)，并把外界的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。

在正極板上，在外界電流的作用下，硫酸鉛被離解為二價(jià)鉛離子（Pb2）和硫酸根負(fù)離子（SO4-2），由于外電源不斷從正極吸取電子，則正極板附近游離的二價(jià)鉛離子（Pb2）不斷放出兩個(gè)電子來(lái)補(bǔ)充，變成四價(jià)鉛離子（Pb4），并與水繼續(xù)反應(yīng)，較終在正極較板上生成二氧化鉛（PbO2）。

在負(fù)極板上，在外界電流的作用下，硫酸鉛被離解為二價(jià)鉛離子（Pb2）和硫酸根負(fù)離子（SO4-2），由于負(fù)極不斷從外電源獲得電子，則負(fù)極板附近游離的二價(jià)鉛離子（Pb2）被中和為鉛（Pb），并以絨狀鉛附著在負(fù)極板上。

電解液中，正極不斷產(chǎn)生游離的氫離子（H）和硫酸根離子（SO4-2），負(fù)極不斷產(chǎn)生硫酸根離子（SO4-2），在電場(chǎng)的作用下，氫離子向負(fù)極移動(dòng)，硫酸根離子向正極移動(dòng)，形成電流。

充電后期，在外電流的作用下，溶液中還會(huì)發(fā)生水的電解反應(yīng)。

4、鉛酸蓄電池充放電后電解液的變化

從上面可以看出，鉛酸蓄電池放電時(shí)，電解液中的硫酸不斷減少，水逐漸增多，溶液比重下降。

從上面可以看出，鉛酸蓄電池充電時(shí)，電解液中的硫酸不斷增多，水逐漸減少，溶液比重上升。

實(shí)際工作中，可以根據(jù)電解液比重的變化來(lái)判斷鉛酸蓄電池的充電程度。


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