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蓄電池充放電的工作原理

鉛蓄電池在充電和放電會產生如下反應:PbO2+pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O在充電時,在電能的作用下,轉化為PbO2 、Pb和H2SO4也就是說充電是由電能轉化為化學能的過程。放電時,正極板接受了負極板送來的電子,鉛離子有正4價變為正2價。與硫酸根接觸生成難溶于水的 硫酸鉛,負極的鉛由于輸出2個電子,變成正2價。同樣也生成硫酸鉛。也就是說放電時,再由貯存的化學能轉為電能。  

蓄電池在充電過程中,或在充電終了時,電極上會伴隨著水的分解反應。其原因是因為鉛酸電池正極充電接受能力較差,一旦正極充電狀態達到70%時,氧氣開始在正極上析出。負極充電狀態超過90%時,氫氣在負極上析出。一般地講,正電極充電到額定電量的120%時。才能達到完全充電狀態,所以,鉛酸電池每次充電均會產生水的分解反應消耗水,因此定期補水維護不可避免。  

硫酸鹽化及蓄電池失效機理  隨著蓄電池的使用次數增加,放電容量不斷減小,由于人們對電池的使用要求不對,所以報廢標準也不相同。一般來講,正常使用電池,容量低于額定容量60%。即為報廢電池,需要維護或維修。由于電池的制造條件,使用方式有差別,終導致電池報廢的原因也各不相同。但歸納起來有以下幾種①正極板的腐蝕變形②正極活性物質軟化脫落③不可逆的硫酸鹽化④容量過早損失⑤熱失控。其中不可逆的硫酸鹽化是導致電池失效報廢的常見的原因。  

前面談過,由于在充電過程中,伴隨著水的丟失(電離,電解蒸發)影響硫酸鉛轉化為活性物質。而硫酸鉛本身難溶于水。當硫酸鉛在一定時間不能轉化為活性物質時,就會形成粗大的結晶體。這種結晶體阻礙了電池的正常工作,一部分多余的電能不能正常地轉化為化學能,因而轉化為熱能,更加重了水的丟失,從而形成了惡性循環.當這個循環達到一定程度時,電池容量下降,嚴重時熱量越來越大,電池內壓增加,電池變形.所以科學的維護和保養是延長電池使用壽命的經濟有效的方法. 


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