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鉛酸蓄電池充電原理

作者: 發布時間: 2017-03-22 453 次瀏覽

鉛蓄電池內的陽極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中,兩極間會產生2V的電力,這是根據鉛蓄電池原理,經由充放電,則陰陽極及電解液即會發生如下的變化:

(陽極) (電解液) (陰極)

PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 (放電反應)

(過氧化鉛) (硫酸) (海綿狀鉛)

PbO2 中Pb的化合價降低,被還原,負電荷流動;海綿狀鉛中Pb的化合價升高,正電荷流動。

(陽極) (電解液) (陰極)

PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充電反應) (必須在通電條件下)

(硫酸鉛) (水) (硫酸鉛)

第一個硫酸鉛中鉛的化合價升高,被氧化,正電荷流入正極;第二個硫酸鉛中鉛的化合價降低,被還原,負電荷流入負極。 [2]

1. 放電中的化學變化

蓄電池連接外部電路放電時,稀硫酸即會與陰、陽極板上的活性物質產生反應,生成新化合物『硫酸鉛』。經由放電硫酸成分從電解液中釋出,放電愈久,硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例,只要測得電解液中的硫酸濃度,亦即測其比重,即可得知放電量或殘余電量。

2. 充電中的化學變化

由于放電時在陽極板,陰極板上所產生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內電解液的濃度逐漸增加, 亦即電解液之比重上升,并逐漸回復到放電前的濃度,這種變化顯示出蓄電池中的活性物質已還原到可以再度供電的狀態,當兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質時,即等于充電結束,而陰極板就產生氫,陽極板則產生氧,充電到最后階段時,電流幾乎都用在水的電解,因而電解液會減少,此時應以純水補充之。


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