为什么蓄电池可以蓄电?
1. 放电中的化学变化 :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。
2. 充电中的化学变化 :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。
电池工作原理
1、铅蓄电池放电。设铅蓄电池已经过别的电源充电,这时正极板表面是一层二氧化铅(Pbo2),而负极极为海绵状铅。电解波(稀硫酸溶液)中分子离解,形成正的氢离子(2H )及负的硫酸根离子(SO24-2)。当铅蓄电池接入负载,闭合电路产生电流,在蓄电池内部的电流是离子电流,方向是由负极板向正极板。
所以正的氢离子向正极板移动,在正极板上产生如下的化学反应:PbO2+2H +H2SO4=2H2O+PbSO4,负的离子(SO24-2))向负极板移动,在负极板上发生的化学反应为:Pb2+SO24-2)=PbSO4。可见,在铅蓄电池放电终结时,两极板表面都生成硫酸铅,电解液中硫酸则随放电过程而被消耗,同时形成水,使硫酸溶液浓度变小。这样由于两极板都是同一种物质的导体,就不能作为化学电源了。
2.铅蓄电池充电:将另一个电源的正、负极与被充电的铅蓄电池的正、负极相连。这时蓄电池内部电流方向是从正极板向负极板,硫酸溶液中的正的氢离子向负极板移动。在负极板上发生的化学反应为:PbSO4+2H =Pb2+H2SO4,可见经过充电,负极板表面又重新形成一层海绵状的铅,同时形成硫酸,硫酸溶液中的硫酸根负离子(SO4-2))向正极板移动,与正极板发生的化学反应为:PbSO4+2H2O+SO4-2-=PbO2+2H2SO4。可见充电的结果,使两个极板表面成为不同物质的导体,硫酸的浓度也得到恢复,于是又成为化学电源。