鉛酸電池的工作原理

鉛酸電池是一種使用最廣泛的蓄電池，它以海綿狀的鉛作為負極，二氧化鉛作為正極，用硫酸水溶液作為電解液，它們共同參與電池的電化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)原理如下：

 

pbO2+2H++2HSO4-+pb→2pbSO4+2H2O

 

從反應(yīng)原理可以看到，在放電時，正負極材料都與電解液中的硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛，正常情況下，所生成的硫酸鉛結(jié)構(gòu)疏松，并且其晶體非常細小，電化學(xué)活性很高，這種活性很高的硫酸鉛在充電時可以在電流作用下重新生成正極的二氧化鉛和負極的海綿狀鉛。通過這種穩(wěn)定的可逆過程，電池實現(xiàn)了儲存電能和釋放電能的作用。

 

放電時生成硫酸鉛的過程亦稱為鹽化反應(yīng)、硫化反應(yīng)，這種硫酸鹽生成后的一段時間內(nèi)活性很強。



如果這段時間內(nèi)未充電，未能及時轉(zhuǎn)化為海綿狀鉛和二氧化鉛。隨溫度下降，活性的硫酸鉛會再結(jié)晶成為顆粒較大的晶體。這種白色粗晶粒硫酸鉛導(dǎo)電性能很差，難溶解，充電時也不能再很容易地還原成海綿狀鉛和二氧化鉛，形成了不可逆的硫酸鹽化，嚴重時，這些結(jié)晶體附著在電極表面，阻擋了電解液與涂層活性物質(zhì)的反應(yīng)，造成內(nèi)阻增大，容量下降，電解液溫度過高，O2、H2溢出而失水，電極柵板變形，活性物質(zhì)脫落，單格電池短路或斷路等惡性循環(huán)發(fā)生。