铅酸电池,作为历史上较为悠久的充电电池之一,其起源可追溯至1859年,由法国科学家Gaston Plante所发明。
尽管它的能量密度并不高,且能量重量比较低,但铅酸电池在提供大电流方面的表现却较为出色,这使得它在功率重量比上显得较高。
我们所谓的铅酸电池,实际上是一种二次电池。所谓的二次电池,就是其内部发生的化学反应是可逆的。也就是说,通过电流的流动,可以使得在放电过程中被消耗的反应物得到再生,这就是充电过程。
密封铅酸电池,由六个电池单元组成,这些单元电池并排安装在一个外壳内,通过特定的化学反应,这六个2.0V的单元电池合起来,提供12.0V的电压。
虽然铅酸电池比较重,但由于其出色的电流输出能力——这对于启动汽车冷发动机至关重要,所以它依旧比其他轻型电池更受欢迎。
一个完全充电的铅酸电池,由一系列交替的氧化铅电极组成,这些电极被多层多孔隔板隔开,所有这些部件都浸泡在浓硫酸溶液中。这六个电池单元通过电池间连接器,以串联的方式连接起来。
当电池放电时,它会发生一系列化学反应,
消极的反应是:
Pb(s) + HSO4 – + H2O(l) –> 2e – + PbSO4 (s) + H3O + (aq) (氧化)
积极的反应是:
PbO2 (s) + HSO4 – (aq) + 3H3O + (aq) + 2e – –> PbSO4 (s) + 5H2O(l) (还原)
在充电过程中,硫酸铅会在两个电极上形成,同时也会转移电子。为了避免腐蚀性硫酸泄漏,铅酸电池被装在厚橡胶或塑料外壳中。
铅酸电池在放电过程中,硫酸会分解,需要被替换。有时候,极板会发生自行改变结构的情况。最终,电池效率会降低,需要充电或更换。
当汽车电池长时间处于放电状态时,硫酸铅的积累可能变得极为难以清除。这就是为什么我们必须尽快给铅酸电池充电的原因(以防止硫酸铅积累)。铅酸电池的充电通常通过提供外部电流源来完成。
充电过程中,化学反应会按照相反的方向进行。如果电池中的硫酸(或其他成分)发生分解,充电过程可能会变得低效。因此,建议定期检查电池。
在充电过程中,汽车电池的功能类似于电解池。驱动充电所需的能量来自外部来源,例如汽车发动机。同样重要的是要注意,电池过度充电可能会导致氢气和氧气等副产物的形成。这些气体往往会从电池中逸出,导致反应物的损失。
常见问题 – 常见问题解答
铅酸电池里有什么?
负极板由铅构成,正极板在充满电的状态下由二氧化铅构成,浓硫酸为电解液,保留了大部分化学能。
铅酸蓄电池是怎样制造的?
铅蓄电池利用铅合金锭和氧化铅,由两块化学性质不同的铅基板浸泡在硫酸溶液中制成。
如何保养铅酸电池?
进行 14 至 16 小时的完全饱和充电,以保持铅酸电池处于良好状态。如果充电周期不允许这样做,请每隔几周对电池进行一次完全饱和充电。
铅酸电池是湿的还是干的?
铅酸电池有多种类型,包括湿电池(充满电)、凝胶电池和吸收式玻璃纤维垫 (AGM)。湿电池有两种类型:可维护型和免维护型。两者都是充满电解液的,基本相同。
铅酸电池属于什么类型?
铅和二氧化铅是电池板上的活性物质,它们与硫酸在电解液中发生反应,生成硫酸铅。硫酸铅首先以细碎的无定形状态形成,当电池充电时,它很容易恢复为铅、二氧化铅和硫酸。