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蓄电池工作的基本原理是什么?

蓄电池工作的基本原理是什么?
 
1.在蓄电池中,正极板为PbO2,负极板为 Pb,电解液为 H2SO4。将其正、负极板插入电解液中,正、负极板与电解液相互作用,在正、负极板间就会产生约2.1V的电势。电池在完成充电后,正极板为二氧化铅,负极板为海绵状铅。放电后,在两极板上都产生细小而松软的硫酸铅,充电后又恢复为原来物质。
 
2.蓄电池在充电和放电过程中的可逆反应理论比较复杂,目前公认的是哥来德斯东和特利浦两人提出的“双硫酸化理论”。该理论的含义:铅酸蓄电池在放电后,正、负电极的有效物质和硫酸发生反应,均转变为硫酸化合物(硫酸铅),充电时又会转化为原来的铅和二氧化铅。
 
具体的化学反应方程式如下:
 
正极
 
2PbO2+2H2SO4 →2PbSO4+O2↑+2H2O
 
负极
 
Pb+H2SO4 →PbSO4+H2↑
 
总反应
 
2PbO2+3H2SO4+Pb →3PbSO4+2H2O+O2↑+H2↑
 
3.从以上的化学反应方程式中可以看出,蓄电池在放电时,正极的活性物质二氧化铅和负极的活性物质铅都与硫酸电解液反应,生成硫酸铅,在电化学上把这种反应叫做“双硫酸盐化反应”。在蓄电池刚放电结束时,正、负极活性物质转化成的硫酸铅是一种结构疏松、晶体细密的物质,活性程度非常高。在蓄电池充电过程中,正、负极疏松细密的硫酸铅,在外界充电电流的作用下会重新变成二氧化铅和铅,蓄电池又处于充足电的状态。
 
4.由此可知以上反应是可逆的。正是这种可逆的电化学反应,使蓄电池实现了储存电能和释放电能的功能。人们在日常使用中,通常使用蓄电池的放电功能,把充电作为蓄电池的维护。蓄电池在充足电的情况下可以长时间保持电池内化学物质的活性,而在蓄电池放电以后,如果不及时充足电,电池内的活性物质很快就会失去活性,使电池内部产生不可逆的化学反应。

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