干貨▏蓄電池的工作原理與充放電方法你知道嗎？

? ? ? ?電池是由浸漬在電解液中的正極板(二氧化鉛Pb02)和負(fù)極板(海綿狀純鉛Pb)組成的，電解液是硫酸(H2S04)的水溶液。當(dāng)蓄電池和負(fù)載接通放電時(shí)，正極板上的Pb02 和負(fù)極板上的Pb都變成PbS04，電解液中的H2S04減少，相對(duì)密度下降。

充電時(shí)按相反的方向變化，正負(fù)極板上的PbS04分別恢復(fù)成原來的Pb02和Pb，電解液中的硫酸增加，相對(duì)密度變大。如略去中間的化學(xué)反應(yīng)過程，可用下式表示：Pb02+Pb十2H2S04=2PbS04+2H20 (1—1)

? ? ? ?當(dāng)極板浸入電解液時(shí)，在負(fù)極板處，金屬鉛受到兩方面的作用，一方面它有溶解于電解液的傾向，因而有少量鉛進(jìn)入溶液，生成Pb2+，在極板上留下兩個(gè)電子2e，使極板帶負(fù)電；另一方面，由于正、負(fù)電荷的吸引，Pb2+有沉附于極板表面的傾向。當(dāng)兩者達(dá)到平衡時(shí)，溶解便停止，此時(shí)極板具有負(fù)電位，約為-0.1V。正極板處，少量Pb02溶入電解液，與水生成Pb(OH)：，再分離成四價(jià)鉛離子和氫氧根離子。

即

Pb02+2H20—->Pb(OH)4

Pb(OH)4=Pb4++4(OH)-

由于Pb4+沉附于極板的傾向，大于溶解的傾向，因而沉附在正極板上，使極板呈正電位。當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，約為+2.0V。因此，當(dāng)外電路未接通，反應(yīng)達(dá)到相對(duì)平衡狀態(tài)時(shí)，蓄電池的靜止電動(dòng)勢(shì)約為：

E0=2.0-(-0.1)=2.1V

? ? ? ?當(dāng)蓄電池接上負(fù)載后，在電動(dòng)勢(shì)的作用下，電流從正極經(jīng)過負(fù)載流往負(fù)極(即電子從負(fù)極到正極)，使正極電位降低，負(fù)極電位升高，破壞了原有的平衡。放電時(shí)的化學(xué)反應(yīng)過程如圖所示。

? ? ? ?在正極板處，Pb4+和電子結(jié)合，變成二價(jià)鉛離子Pb2+，Pb2+與電解液中的SO42-結(jié)合生成PbS04沉附于極板上。

即

Pb4++2e—-> Pb2+

Pb2++ SO42-=PbSO4

? ? ? ?在負(fù)極板處，Pb2+與電解液中的SO42-結(jié)合也生成PbS04沉附在負(fù)極板上，而極板上的金屬鉛繼續(xù)溶解，生成Pb2+和電子。如果電路不中斷，上述化學(xué)反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行，使正極板上的Pb02和負(fù)極板上的Pb都逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镻bS04，電解液中的PbS04逐漸減少而水增多，故電解液相對(duì)密度下降。理論上，放電過程應(yīng)進(jìn)行到極板上的活性物質(zhì)全部變?yōu)榱蛩徙U為止，而實(shí)際上是不可能的，因?yàn)殡娊庖翰荒軡B透到活性物質(zhì)的最內(nèi)層。使用中，所謂放完電的蓄電池，實(shí)際上只有20％~30％的活性物質(zhì)變成了硫酸鉛，因此采用薄型極板，增加多空率，提高極板活性物質(zhì)的利用率可提高蓄電池的容量，也是蓄電池工業(yè)的發(fā)展方向。

? ? ? ? 充電時(shí)，應(yīng)將蓄電池接直流電源。當(dāng)電源電壓高于蓄電池電動(dòng)勢(shì)時(shí)，在直流電源電壓作用下，電流從蓄電池正極流人，負(fù)極流出(即驅(qū)使電子從正極經(jīng)外電路流人負(fù)極)。這時(shí)正負(fù)極板發(fā)生的反應(yīng)正好與放電過程相反，其化學(xué)反應(yīng)過程如圖。

? ? ? ?在負(fù)極板處有少量的PbS04進(jìn)入電解液中，離解為Pb2+和SO42-。Pb2+在電源的作用下獲得兩個(gè)電子變?yōu)榻饘貾b，沉附在極板上。而SO42-則與電解液中的H+結(jié)合，生成硫酸。

即：

PbS04—->Pb2++SO42-

Pb2++2e—->Pb

SO42-+2H+—->H2S04 (1—3)

? ? ? ?充電終期，密度將升到最大值，且會(huì)引起水的分解，水分解的化學(xué)反應(yīng)式：

2H2S04 —->4H++ SO42-

負(fù)極上：4H++4e—->2H2

正極上：2SO42–4e+2H20—->2H2S04+O2

總反應(yīng)為：2H2S04+2H20—->2H2S04十2H2+O2(1—6)

由上式可見，實(shí)際上分解的是水：2H20—->2H2+02 (1—7)

? ? ? ?HDGC3985智能蓄電池充放電一體機(jī)集蓄電池恒流放電、智能充電、活化于一體。一機(jī)多用，減少企業(yè)成本，降低維護(hù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，用于定期的電池組檢測(cè)及落后電池再生活化，為電池和UPS電源維護(hù)提供科學(xué)的檢測(cè)手段。用于電信、基站、電力等部門。根據(jù)需要進(jìn)行深度放電，然后充電，使電池組隨時(shí)保持滿足狀態(tài)并延長(zhǎng)電池壽命，是蓄電池維護(hù)工作的好助手。