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铅酸蓄电池原理与结构

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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

铅酸蓄电池原理与结构



所谓蓄电池便是储存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。
构成铅蓄电池之首要成份如下: 


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)
电池外壳
阻隔板
其它 ( 液口栓 . 盖子等 )


铅蓄电池之原理


铅蓄电池内的阳极 (PbO2) 及阴极 (Pb) 浸到电解液 ( 稀硫酸 ) 中,南北极间会发生 2V 的电力,这是依据铅蓄电池原理,经由充放电,则阴阳极及电解液即会发生如下的改变:


( 阳极 ) ( 电解液 ) ( 阴极 )
PbO2 + 2H2SO4 + Pb —> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ( 放电反响 )
( 过氧化铅 ) ( 硫酸 ) ( 海绵状铅 )



( 阳极 ) ( 电解液 ) ( 阴极 )
PbSO4 + 2 H2O + PbSO4 —> PbO2 + 2 H2SO4 + Pb ( 充电反响 )
( 硫酸铅 ) ( 水 ) ( 硫酸铅 )


1. 放电中的化学改变
蓄电池衔接外部电路放电时,稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质发生反响 , 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,硫酸浓度愈淡薄。所耗费之成份与放电量成份额,只需测得电解液中的硫酸浓度,亦即测其比重,即可得知放电量或剩余电量。


2. 充电中的化学改变
因为放电时在阳极板,阴极板上所发生的硫酸铅会在充电时被分化复原成硫酸 , 铅及过氧化铅 , 因此电池内电解液的浓度逐步添加 , 亦即电解液之比重上升,并逐步回复到放电前的浓度,这种改变显示出蓄电池中的活性物质已复原到能够再度供电的状况,当南北极的硫酸铅被复原成本来的活性物质时,即等于充电完毕,而阴极板就发生氢,阳极板则发生氧,充电到最后阶段时,电流简直都用在水的电解,因此电解液会削减,此刻应以纯水弥补之。


 

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