鉅大LARGE | 點擊量:10098次 | 2018年08月02日
干粉蓄電池的工作原理是什么
干粉蓄電池又稱干荷蓄電池,初次使用的時候,再添加電解液。它的原理跟普通蓄電池的原理是一樣,唯一不同就是它的正極和負(fù)極的活性物質(zhì)是以干燥狀態(tài)下儲存,這樣做的目的就是增加新蓄電池的儲存性能,防止在儲存過程中漏液,并且,由于是在干燥狀態(tài)下儲存,活性物質(zhì)很難發(fā)生變質(zhì),另外,就是初次使用的時候,不必再充電,充電解液之后能立即使用。
鉛酸蓄電池正極活性物質(zhì)是二氧化鉛,負(fù)極活性物質(zhì)是海綿鉛,電解液是稀硫酸溶液,其放電化學(xué)反應(yīng)為二氧化鉛、海綿鉛與電解液反應(yīng)生成硫酸鉛和水,Pb(負(fù)極)+PbO2(正極)+2H2SO4====2PbSO4+2H2O(放電反應(yīng))其充電化學(xué)反應(yīng)為硫酸鉛和水轉(zhuǎn)化為二氧化鉛、海綿鉛與稀硫酸。2PbSO4+2H2O====Pb(負(fù)極)+PbO2(正極)+2H2SO4(充電反應(yīng))鉛酸蓄電池單格額定電壓為2.0V,一般串聯(lián)為6V、12V用于汽車、摩托車啟動照明使用,單體電池一般串聯(lián)為48V、96V、110或220V用于不同場合。電池內(nèi)正、負(fù)極板間采用電阻極低、雜質(zhì)少成分穩(wěn)定離子能通過的橡膠、PVC、PE或AGM隔板。鉛酸蓄電池充、放電化學(xué)反應(yīng)的原理方程式如下:
正極:PbO2+2e+HSO4-+3H+==PbSO4+2H2O
負(fù)極:Pb+HSO4-==PbSO4+H++2e
總反應(yīng):PbO2+2H2SO4+Pb==2PbSO4+2H2O
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從以上的化學(xué)反應(yīng)方程式中可以看出,鉛酸蓄電池在放電時,正極的活性物質(zhì)二氧化鉛和負(fù)極的活性物質(zhì)金屬鉛都與硫酸電解液反應(yīng),生成硫酸鉛,在電化學(xué)上把這種反應(yīng)叫做“雙硫酸鹽化反應(yīng)”。在蓄電池剛放電結(jié)束時,正、負(fù)極活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化成的硫酸鉛是一種結(jié)構(gòu)疏松、晶體細(xì)密的結(jié)晶物,活性程度非常高。在蓄電池充電過程中,正、負(fù)極疏松細(xì)密的硫酸鉛,在外界充電電流的作用下會重新變成二氧化鉛和金屬鉛,蓄電池就又處于充足電的狀態(tài)。正是這種可逆轉(zhuǎn)的電化學(xué)反應(yīng),使蓄電池實現(xiàn)了儲存電能和釋放電能的功能。
化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫化學(xué)電池,一般簡稱為電池。放電后,能夠用充電的方式使內(nèi)部活性物質(zhì)再生——把電能儲存為化學(xué)能;需要放電時再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。將這類電池稱為蓄電池(StorageBattery),也稱二次電池。
所謂蓄電池即是貯存化學(xué)能量,于必要時放出電能的一種電氣化學(xué)設(shè)備。
蓄電池(StorageBattery)是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置,是按可再充電設(shè)計的電池,通過可逆的化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)再充電,通常是指鉛酸蓄電池,它是電池中的一種,屬于二次電池。它的工作原理:充電時利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生,把電能儲存為化學(xué)能,需要放電時再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出,比如生活中常用的手機電池等。
它用填滿海綿狀鉛的鉛基板柵(又稱格子體)作負(fù)極,填滿二氧化鉛的鉛基板柵作正極,并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作電解質(zhì)。電池在放電時,金屬鉛是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),生成硫酸鉛;二氧化鉛是正極,發(fā)生還原反應(yīng),生成硫酸鉛。電池在用直流電充電時,兩極分別生成單質(zhì)鉛和二氧化鉛。移去電源后,它又恢復(fù)到放電前的狀態(tài),組成化學(xué)電池。鉛蓄電池能反復(fù)充電、放電,它的單體電壓是2V,電池是由一個或多個單體構(gòu)成的電池組,簡稱蓄電池,最常見的是6V,其它還有2V、4V、8V、24V蓄電池。如汽車上用的蓄電池(俗稱電瓶)是6個鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。
對于傳統(tǒng)的干荷鉛蓄電池(如汽車干荷電池、摩托車干荷電池等)在使用一段時間后要補充蒸餾水,使稀硫酸電解液保持1.28g/ml左右的密度;對于免維護蓄電池,其使用直到壽命終止都不再需要添加蒸餾水。[1]
化學(xué)原理
方程式如下:
總反應(yīng):Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)可逆符號2PbSO4(s)+2H2O(l)
放電時:負(fù)Pb(s)-2e-+SO42-(aq)=PbSO4(s)
正PbO2(s)+2e-+SO42-(aq)+4H+(aq)=PbSO4(s)+2H2O(l)
總Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
充電時電解池
陰極PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)
陽極PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=Pbo2(s)+SO42-(aq)+4H+(a
注(充電時陰極為放電時負(fù)極)
物理構(gòu)成
構(gòu)成鉛蓄電池之主要成份如下:
陽極板(過氧化鉛.PbO2)--->活性物質(zhì)
陰極板(海綿狀鉛.Pb)--->活性物質(zhì)
電解液(稀硫酸)--->硫酸(H2SO4)+蒸餾水(H2O)
電池外殼、蓋(PPABS阻燃)
隔離板(AGM)
安全閥
正負(fù)極柱,正負(fù)極柱等
物理量聯(lián)系
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