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铅酸蓄电池基本原理与构造

leoch 2019-07-22 1136 0

铅酸蓄电池基本原理与构造:

所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。

构成铅蓄电池之主要成份如下: 

阳极板(过氧化铅.PbO2)---> 活性物质

阴极板(海绵状铅.Pb) ---> 活性物质

电解液(稀硫酸) ---> 硫酸(H2SO4) + 水(H2O)

另外有:电池外壳   隔离板   其它(液口栓.盖子等)

 1、了解铅蓄电池的工作原理与化学反应机理:

        铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2V的电力,这是根据铅蓄电池原理,经由充放电,则阴阳极及电解液即会发生如下的变化: 

    1.1      放电中的化学变化 

(阳极) (电解液) (阴极) 

PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放电反应) 

(过氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) 

        蓄电池连接外部电路放电时,稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出,放电愈久,硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例,只要测得电解液中的硫酸浓度,亦即测其比重,即可得知放电量或残余电量。 

    1.2      充电中的化学变化 

(阳极) (电解液) (阴极)

PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) 

(硫酸铅) (水) (硫酸铅) 

         由于放电时在阳极板,阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升,并逐渐回复到放电前的浓度,这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态,当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时,即等于充电结束,而阴极板就产生氢,阳极板则产生氧,充电到最后阶段时,电流几乎都用在水的电解,因而电解液会减少,此时应以纯水补充之。


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