要做好充电管理,请首先理解铅酸电池的充电特性

2019-12-05 12:57 | 达峰网

理解铅酸电池的充电特性

铅酸电池(VRLA),是一种电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。一个单格铅酸电池的标称电压是2.0V,能放电到1.5V,能充电到2.4V;在应用中,经常用6个单格铅酸电池串联起来组成标称是12V的铅酸电池,还有24V、36V、48V等。

铅酸电池的充电原理

铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中,两极间会产生2V的电力,这是根据铅蓄电池原理,经由充放电,则阴阳极及电解液即会发生如下的变化:

(阳极) (电解液) (阴极)

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

(过氧化铅) (硫酸) (海绵状铅)

PbO2 中Pb的化合价降低,被还原,负电荷流动;海绵状铅中Pb的化合价升高,正电荷流动。

(阳极) (电解液) (阴极)

PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---》 PbO2 + 2H2SO4 + Pb (充电反应) (必须在通电条件下)

(硫酸铅) (水) (硫酸铅)

第一个硫酸铅中铅的化合价升高,被氧化,正电荷流入正极;第二个硫酸铅中铅的化合价降低,被还原,负电荷流入负极。

1. 放电中的化学变化

蓄电池连接外部电路放电时,稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出,放电愈久,硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例,只要测得电解液中的硫酸浓度,亦即测其比重,即可得知放电量或残余电量。

2. 充电中的化学变化

由于充电时在阳极板,阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升,并逐渐回复到放电前的浓度,这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态,当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时,即等于充电结束,而阴极板就产生氢,阳极板则产生氧,充电到最后阶段时,电流几乎都用在水的电解,因而电解液会减少,此时应以纯水补充之。

 
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