Blossom蓄电池(能源股份)Co., Ltd
“双极硫酸盐化理论”可以说是铅酸蓄电池在放电的时候,铅酸蓄电池正负极的活性物质都变成了硫酸铅(PbSO; ),铅酸蓄电池充电以后又会恢复到原来的状态,也就是说正极转变成二氧化铅(PbO& ),负极转变成海绵状铅(Pb).
(一) 铅酸蓄电池电动势的产生
二氧化铅是铅酸蓄电池正极板上的活性物质,负极板上的活性物质是海绵状铅。稀硫酸溶液再通过电化学作用,正、负极板与电解液之间就产生了电极电位,而正、负两极间电位差就是铅酸蓄电池的电动势。
负极板上的海绵状金属铅由二价铅离子(Pb2+) 和电子组成。水中的稀硫酸被电离为氢离子(H+ )和硫酸根离子(SO )。负极板被浸入稀硫酸溶液后,二价铅离子进人溶液,然后在极板上留下能自由移动的电子,所以负极板带负电,也就产生了电极电位。正极板上的氧化铅也同样与稀硫酸作用,产生的四价铅正离子(Pb'+ )留在极板上,使正极板带正电产生电极电位。如此,在电池的正、负两极上便产生了电动势。
(2) 铅酸蓄电池放电过程中的电化学反应
1) 负极上铅原子在放电过程中失去两个电子,变成二价铅正离子(Pb2+ )。硫酸分子(HzSO;) 分解成两个氢离子(H+ )和一个硫酸根离子(s0号)。这个时候二价铅正离子(Pb2+) 与一个硫酸根离子结合成硫酸铅(PbSO,) 分子,附在负极板上。两个氢离子(H+) 留在电解液中,经过正极化学反应。负极板失去的电子通过外电路流入到正极。化学反应方程式如下:
UPS蓄电池的工作原理
2) 正极的电化学反应 正极上的PbO放电开始后, 由于与电解液中的水分子作用,生成四价铅离子(Pb+ )和四个氢氧根离子(OH )。每个四价铅离子分别接受负极传来的两个电子后生成Pb2+,再进人溶液与硫酸根(SOF )结合成硫酸铅分子(PbSO;) 附在正极上,氢氧根离子(OH-) 经过与溶液中氢离子(H+ )反应生成水分子。化学反应方程式如下:
3)铅酸蓄电池放电过程中总的电化学反应 将负极的电化学反应与正极的电化学反应相加起来,就可以得到铅酸蓄电池放电过程中的总反应方程式。铅酸蓄电池放电过程中的电化学反应图如下
铅酸蓄电池在放电过程中两极都生成了硫酸铅,由于放电的不断进行,所以硫酸逐渐被消耗,同时又生成水,使电解液的浓度慢慢降低。所以电解液密度的高低可以看出铅酸蓄电池放电的程度。富液式铅酸蓄电池的密度是放电终了的标志之一。一般情况,当电解液密度下降到1.15~1.17kg/L 左右的时候,应该立即停止放电,否则电池就会因为过量放电而造成损坏。