铅酸蓄电池工作的原理

铅酸蓄电池工作的原理铅酸蓄电池的电化学反应原理就是充电时将电能转化为化学能在电池内储存起来，放电时将化学能转化为电能供给外系统。其充电和放电过程是通过电化学反应完成的，电化学反应式如下：

从上面反应式可看出，充电过程中存在水分解反应，当正极充电到70％时，开始析出氧气，负极充电到90％时开始析出氢气，由于氢氧气的析出，如果反应产生的气体不能重新复合得用，电池就会失水干涸；对于早期的传统式铅酸蓄电池，由于氢氧气的析出及从电池内部逸出，不能进行气体的再复合，是需经常加酸加水维护的重要原因；而阀控式铅酸蓄电池能在电池内部对氧气再复合利用，同时抑制氢气的析出，克服了传统式铅酸蓄电池的主要缺点。•铅酸蓄电池的氧循环原理铅酸蓄电池采用负极活性物质过量设计，AG 或GEL电解液吸附系统，正极在充电后期产生的氧气通过AGM或GEL空隙扩散到负极，与负极海绵状铅发生反应变成水，使负极处于去极化状态或充电不足状态，达不到析氢过电位，所以负极不会由于充电而析出氢气，电池失水量很小，故使用期间不需加酸加水维护。阀控式铅酸蓄电池氧循环图示如下：

铅酸蓄电池正极活性物质是二氧化铅，负极活性物质是海绵铅，电解液是稀硫酸溶液，其放电化学反应为二氧化铅、海绵铅与电解液反应生成硫酸铅和水，

Pb（负极）+PbO2（正极）+2H2SO4====2PbSO4+2H2O（放电反应)其充电化学反应为硫酸铅和水转化为二氧化铅、海绵铅与稀硫酸。 2PbSO4+2H2O====Pb（负极）+PbO2（正极）+2H2SO4 (充电反应)铅酸蓄电池单格额定电压为２.0V，

一般串联为６V、１２V用于汽车、摩托车启动照明使用，单替电池一般串联为４８Ｖ、９６Ｖ、１１０或２２０Ｖ用于不同场合。电池内正、负极板间采用电阻极低、杂质少成分稳定离子能通过的橡胶、ＰＶＣ、ＰＥ或ＡＧＭ隔板。铅酸蓄电池工艺制造过程简述铅酸蓄电池主要由电池槽、电池盖、正负极板、稀硫酸电解液、隔板及附件构成。工艺制造简述如下：

铅粉制造：将1#电解铅用专用设备铅粉机通过氧化筛选制成符合要求的铅粉。

板栅铸造：将铅锑合金、铅钙合金或其他合金铅通常用重力铸造的方式铸造成符合要求的不同类型各种板板栅。

极板制造：用铅粉和稀硫酸及添加剂混合后涂抹于板栅表面再进行干燥固化即是生极板。

极板化成：正、负极板在直流电的作用下与稀硫酸的通过氧化还原反应生产氧化铅，再通过清洗、干燥即是可用于电池装配所用正负极板。

装配电池：将不同型号不同片数极板根据不同的需要组装成各种不同类型的蓄电池。

备注：各单位因工艺条件不同可选择不同的流程。

蓄电池工作原理

铅酸蓄电池充、放电化学反应的原理方程式如下：

1.放电：蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。蓄电池连接外部电路放电时，

硫酸会与正、负极板上的活性物质产生反应，生成化合物“硫酸铅”，放电时间越长，硫酸浓度越稀薄，电池里的“液体”越少，电池两端的电压就越低。化学反应过程如下：

（正极）（电解液）（负极）（正极）（电解液）（负极）

PbO2 + 2H2SO4 + Pb → PbSO4 + 2H2O + PbSO4 （放电反应）

(过氧化铅) （硫酸）（海绵状铅） 2.充电：蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。充电时，在正、负极板上的硫酸铅会被分解还原成硫酸、铅和氧化铅，同时在负极板上产生氢气，正极板产生氧气。电解液中酸的浓度逐渐增加，电池两端的电压上升。当正、负极板上的硫酸铅都被还原成原来的活性物质时，充电就结束了。

在充电时，在正、负极板上生成的氧和氢会在电池内部“氧合”成水回到电解液中。化学反应过程如下：

（正极）（电解液）（负极）（正极）（电解液）（负极）PbSO4 + 2H2O + PbSO4 → PbO2 + 2H2SO4 + Pb （充电反应）

(硫酸铅) （水）（硫酸铅）

从以上的化学反应方程式中可以看出，铅酸蓄电池在放电时，正极的活性物质二氧化铅和负极的活性物质金属铅都与硫酸电解液反应，生成硫酸铅，在电化学上把这种反应叫做“双硫酸盐化反应”。在蓄电池刚放电结束时，正、负极活性物质转化成的硫酸铅是一种结构疏松、晶体细密的结晶物，活性程度非常高。在蓄电池充电过程中，正、负极疏松细密的硫酸铅，在外界充电电流的作用下会重新还原成二氧化铅和金属铅，蓄电池就又处于充足电的状态。正是这种可逆转的电化学反应，使蓄电池实现了储存电能和释放电能的功能。修复流程约

10~20小时，转换成充电3小时，即告完毕。蓄电池硫化铅酸电池的设计使用寿命为3-5年，但蓄电池使用1-2年因其性能下降无法使用而报废。蓄电池结构部件主要为正极板（PbO2）负极板（Pb铅钙或铅锑等重金属铅合金）、板栅（金属合金）等，电池经过多次充电，在电池正、负极板上形成了粗大的硫酸铅（PbSO4）结晶，这种现象称为“不可逆硫酸盐化”，简称“硫化”，在极板上形成了粗大的硫酸铅结晶，这种结晶会堵塞极板的微孔，妨碍电解液的渗透作用，增加了电阻，在充电时不易还原，称为不可逆硫酸铅。当硫酸铅结晶体达到50%时，蓄电池就无法进行充电或蓄电，使蓄电池过早失效而报废。所以，电池硫化是铅

酸蓄电池的使用寿命过早失效的主要原因。另外，正极板软化也是导致电池性能下降的难以解决的因素。