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耐普蓄电池充放电原理是怎么样的
发布时间:2020-10-19 13:21:20浏览次数:
耐普蓄电池的工作原理:
1、电池电动势的产生:
(1)电池充电后,正极板为二氧化铅(PbO2)。在硫酸溶液中水分子的作用下,少量的二氧化铅与水自然解离为不稳定物质氢氧化铅(Pb(OH)4)。羟基离子在溶液中,铅离子(PB)留在正极板上,正极板上没有电子。
(2) NPP电池充电后,负极板是铅(PB),它与电解液中的硫酸(H2SO4)反应生成铅离子(Pb2)。铅离子转移到电解液中,在负极板上再留下两个电子(2e)。
(3) 可见,当外部电路未连接(电池开路)时,由于化学作用,正极板上缺少电子,正极板上有多余的电子。如右图所示,两块极板之间存在一定的电位差,即电池的电动势。
2、在电池极板上进行化学反应,在电池板内形成负电荷的同时,电池板上的负电荷也通过电池板的电位差进入电池。
(2) 在负极板上的每个铅原子发射两个电子后,天然铅离子(Pb2)与硫酸根离子(SO4)发生反应?2) 在电解液中,不溶性硫酸铅(PbSO4)生成于极板上。
(3) 正极板中的铅离子(PB4)从负极获得两个电子(2e),然后变成二价铅离子(Pb2),与硫酸根离子(SO4?)反应?2) 在电解液中,这是自然不溶于硫酸铅(PbSO4)的极板。氧离子(o?2) 正极板水解后与电解液中的氢离子(H)反应,使水稳定。
(4) 在电场作用下,电解液中的硫酸根离子和氢离子分别移向电池的正负极,在电池内部形成电流,形成整个电路,使电池不断向外放电。
(5) 放电时,H2SO4浓度降低,正负极硫酸铅(PbSO4)增加,电池内阻增大(硫酸铅不导电),电解液浓度降低,电池电动势降低。
(6) 化学反应式为:
正极材料电解液负极材料正极产物电解质负极产物
PbSO4+2H2O+PbSO4-PbO2+2h2so4+Pb
充电时硫酸铅水硫酸铅氧化物铅硫酸,应连接外部直流电源(充电电极或整流器),使正负极板的天然物质放电后恢复为原来的活性物质,并将外部电能转化为化学能储存。
(2) 在正极板上,在外加电流的作用下,硫酸铅分解成二价铅离子(Pb2)和硫酸根阴离子(SO4-2)。由于外部电源不断地从正极吸收电子,正极板周围的二价铅离子(Pb2)不断释放两个电子充电,最终形成四价铅离子(Pb4),二氧化铅(Pb2)在正极板上诞生。
(3) 在负极板中,在外加电流的作用下,硫酸铅分解成二价铅离子(Pb2)和硫酸根阴离子(SO4~2)。由于负极不断地从外部电源获得电子,负极板周围的二价铅离子(Pb2)被中和成铅(PB),并用丝绒铅附着在负极板上。
(4) 在电解液中,正极产生游离氢离子(H)和硫酸根离子(SO4~2),负极产生硫酸根离子(SO4~2)。在电场作用下,氢离子向负极移动,硫酸根离子向正极移动形成电流。
(5) 充电后期,在外加电流的作用下,溶液中会发生水的电解反应。
(6) 化学反应式为:
正极活性物质电解质负极活性物质正极产物电解质负极产物
PbO2+2h2so4+Pb-PbSO4+2H2O+PbSO4
二氧化铅稀硫酸铅-硫酸铅-水由上可知,当铅酸蓄电池放电后,电解液中的硫酸减少,水逐渐增加,溶液比重降低。
(2) 从上面可以看出,铅酸蓄电池充电时,电解液中的硫酸在增加,水在逐渐减少,溶液的比重在增加。
(3) 在实践中,铅酸蓄电池的充电程度可以根据电解液比重的变化来确定。
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