Что такое свинцово-кислотный аккумулятор?
Oct 31, 2022
https://youtu.be/kNGg0P7B5fI
Свинцово-кислотная батарея — это перезаряжаемая батарея, в которой используются свинец и серная кислота. Свинец погружают в серную кислоту, чтобы обеспечить контролируемые химические реакции.
Эта химическая реакция является причиной выработки энергии батареи. Затем реакция меняется на обратную для зарядки аккумулятора.
Материалы для свинцово-кислотных аккумуляторов
Основными активными материалами, необходимыми для изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов, являются:
Пероксид свинца (PbO2): темно-коричневый, твердый и хрупкий материал, образующий положительную пластину.
Губчатый свинец (Pb): Чистый свинец в условиях мягкой губки образует отрицательную пластину.
Разбавленная серная кислота (H2SO4): сильная кислота и хороший электролит. Он сильно ионизирован, и большая часть тепла, выделяющегося при разбавлении, приходится на гидратацию ионов водорода. Для свинцово-кислотных аккумуляторов с водой: кислота=3:1.
Как работают свинцово-кислотные аккумуляторы?
Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из электродной пластины с перекисью свинца и пластины губчатого свинцового электрода, погруженных в разбавленную серную кислоту. Ток внешне подключается между этими платами. В разбавленной серной кислоте молекулы кислоты расщепляются на положительные ионы водорода (H+) и отрицательные сульфат-ионы (SO4 --). Когда он достигает пластины PbO2, ионы водорода получают оттуда электроны и становятся атомами водорода, снова атакуя PbO2 и образуя PbO и H2O (воду). Этот PbO реагирует с H2SO4 с образованием PbSO4 и H2O (вода).
Ионы SO4 - (анионы) перемещаются к электроду (аноду), подключенному к положительному полюсу источника постоянного тока, где они отдают лишние электроны и становятся свободными радикалами SO4. Этот радикал SO4 не может существовать один; Следовательно, он реагирует с PbSO4 анода с образованием перекиси свинца (PbO2) и серной кислоты (H2SO4).
Когда батарея заряжена
Зарядка — это процесс обращения электрохимической реакции. Он преобразует электрическую энергию от зарядного устройства в химическую энергию в аккумуляторе. Однако батарея не накапливает энергию. Он сохраняет химическую энергию, необходимую для производства электроэнергии.
Если напряжение зарядного устройства выше, чем на аккумуляторе, зарядное устройство изменит направление тока. Зарядное устройство генерирует слишком много электронов на отрицательной пластине, и к ним притягиваются положительные ионы водорода. Водород реагирует с сульфатом свинца с образованием серной кислоты и свинца. Когда большая часть сульфата исчезает, из отрицательной пластины поднимается водород. Кислород в воде вступает в реакцию с сульфатом свинца на положительной пластине, превращая его снова в диоксид свинца. Когда реакция подходит к концу, из положительной пластины поднимаются пузырьки кислорода. Это называется кровотечением.
Саморазряд
Плохая особенность свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что они разряжаются сами по себе, даже когда не используются. Общее эмпирическое правило — скорость саморазряда составляет один процент в день. Скорость увеличивается при высокой температуре и уменьшается при низкой температуре.
Смена электролита в свинцово-кислотном аккумуляторе после зарядки и разрядки
При разрядке свинцового аккумулятора содержание серной кислоты в электролите уменьшается, содержание воды увеличивается, а удельный вес раствора уменьшается.
При зарядке свинцово-кислотного аккумулятора содержание серной кислоты в электролите постоянно увеличивается, воды постепенно уменьшается, а удельный вес раствора увеличивается.
Фактически изменение удельного веса электролита определяет состояние зарядки свинцово-кислотного аккумулятора. Вот почему важно постоянно поливать аккумулятор, чтобы максимально использовать его возможности.
