1、铅酸蓄电池电动势的产生
铅酸蓄电池充电后，正极板二氧化铅(PbO2)，在硫酸溶液中水份子 的作用下，少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质--氢氧化铅 (Pb(OH)4)，氢氧根离子在溶液中，铅离子(Pb4)留在正极板上， 故正极板上缺少电子。 铅酸蓄电池充电后，负极板是铅(Pb)，与电解液中的硫酸(H2SO4) 发生反应，变成铅离子(Pb2)，铅离子转移到电解液中，负极板上留 下多余的两个电子(2e)。
可见，在未接通外电路时(电池开路)，由于化学作用，正极板上缺 少电子，负极板上多余电子，如右图所示，两极板间就产生了一定的 电位差，这就是电池的电动势。
铅酸蓄电池放电时， 在蓄电池的电位差作用下， 负极板上的电子经负 载进入正极板形成电流 I 。同时在电池内部进行化学反应。
负极板上每一个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子(Pb2)与电解 液中的硫酸根离子(SO4-2)反应，在极板上生成难溶的硫酸铅 (PbSO4)。
正极板的铅离子(Pb4)得到来自负极的两个电子(2e)后，变成二 价铅离子(Pb2)，，与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应，在极衣架钩 板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。正极板水解出的氧离子(O-2)与 电解液中的氢离子(H)反应，生成稳定物质水。
铅酸电池
电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电 池的正负极，在电池内部形成电流，整个回路形成，蓄电池向外持续 放电。
放电时 H2SO4 浓度不断下降，正负极上的硫酸铅(PbSO4)增加， 电池内阻增大(硫酸铅不导电)，电解液浓度下降，电池电动势降低。
3、铅酸蓄电池充电过程的电化反应
充电时，应在外接向来流电源(充电极或者整流器)，使正、负极板在 放电后生成的物质恢复成原来的活性物质， 并把外界的电能转变为化柿子削皮机 学能储存起来。
在正极板上， 在外界电流的作用下， 硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2) 和硫酸根负离子 (SO4-2)，由于外电源不断从正极吸取电子， 则正极 叠片系数板附近游离的二价铅离子(Pb2)不断放出两个电子来补充，变成四 价铅离子 (Pb4)，并与水继续反应， 最终在正极极板上生成二氧化铅 (PbO2)。
在负极板上， 在外界电流的作用下， 硫酸铅被离解为二价铅离子(Pb2) 和硫酸根负离子 (SO4-2)，由于负极不断从外电源获得电子， 则负极 板附近游离的二价铅离子(Pb2)被中和为铅(Pb)，并以绒状铅附着 在负极板上。
电解液中， 正极不断产生游离的氢离子 (元数据管理平台H) 和硫酸根离子 (人工天竺黄SO4-2)， 负极不断产生硫酸根离子 (SO4-2)，在电场的作用下， 氢离子向负极
挪移，硫酸根离子向正极挪移，形成电流。
充电后期，在外电流的作用下，溶液中还会发生水的电解反应。 4、铅酸蓄电池充放电后电解液的变化
从上面可以看出，铅酸蓄电池放电时，电解液中的硫酸不断减少，水 逐渐增多，溶液比重下降。
从上面可以看出，铅酸蓄电池充电时，电解液中的硫酸不断增多，水折叠篮 逐渐减少，溶液比重上升。
实际工作中， 可以根据电解液比重的变化来判断铅酸蓄电池的充电程 度。
2 锌-锰干电池的工作原理
以上列举的几种电池有溶液，便于说明原理，但不便于携带。日常用 的收音机，手电筒里使用的都是干电池，其电压普通为 1.5V，电容 量随体积大小而异(分 1 号， 2 号， 3 号， 4 号， 5 号等)。外壳用锌 皮作为负极，中心为正极， 是一根导电性能良好的石墨棒，裹上了一 层由 MnO2 ，炭黑及 NH4Cl 溶液混合压紧的团块。两个电极之间的 电解液是由 NH4Cl，ZnCl2，淀粉和一定量水组成， 将其加热调制成 浆糊并趁热灌入锌筒，冷却后成
半透明的胶冻再也不流动，但可以导电。 锌筒上口加沥青密封，防止电解液渗出。锌-锰干电池的电极反应为
锌负极： Zn+4NH4Cl®(NH4)2ZnCl4+2NH4++2e-
锰正极： MnO2+H2O+e-®MnO(OH)+OH-
在使用过程中，电子由锌极流向锰极(电流方向相反)，锌皮逐渐消 耗， MnO2 也不断被还原，电压慢慢降低，最后电池失效。这种电池 是一次性消费品，但锌皮不可能彻底消耗掉，所以旧电池可回收锌。 锌既然是消耗性的外壳， 在使用过程中就会变薄以致穿孔， 这就要求 在锌皮外加有密封包装，有些劣质产品，在使用过程中发生“渗漏” 现象，即是没有按要求做的缘故。
3 铅蓄电池的工作原理
电池放电到一定程度， 可以利用外电源进行充电后再用， 这样充电放 电可以反复几百次。 汽车的启动电源常用铅蓄电池， 其结构如图 2-12 所示。
电池内有一排铅锑合金的栅格板，栅孔为细的铅粉泥所填满。栅板交 替由两块导板相联，分别成为顶部的两个电极。 整个电极板在使用之 前先浸泡在稀硫酸溶液中进行电解处理，在阳极， Pb 被氧化成为二 氧化铅(PbO2)，在阴极， 形成海绵状金属铅。 干燥后， PbO2 为蓄 电池的正极， 海绵状铅为负极。所用电解液为 30％的硫酸 (H2SO4)， 因此这种电池可以也叫酸性蓄电池。 放电时，电极反应和电池反应如 下：
正极： PbO2 + 2H2O ® PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e-
负极： PbSO4 + 2e- ® Pb + SO42-
放电反应： PbO2 + Pb + 2H2SO4 ® 2PbSO4 + 2H2O 放电之后，正负两极都生成为了一层硫酸铅(PbSO4)，到一定程度就 必须充电。充电时是将一个电压略高于蓄电池的直流电源与它相接， PbO2 电极上的 PbSO4 放出电子被氧化为 PbO2，Pb 极上的 PbSO4 接 受电子被还原为 Pb，于是蓄电池的电极恢复原状，又可放电。充电 时的电极反应和电池反应恰好是放电时的逆反应：
PbO2 极： PbSO4 + 2H2O ®PbO2 + SO42- + 4H+ + 2e-
Pb 极： PbSO4 + 2e- ®Pb + SO42-
充电反应： 2PbSO4 + 2H2O ®PbO2 + Pb + 2H2SO4
铅蓄电池放电和充电过程可以合并写为
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议