Функциониране на олово-киселинова батерия | Олово-киселинова вторична съхранителна батерия
Функциониране на оловен-киселинова батерия
Акумулаторната батерия или вторична батерия е такава батерия, в която електрическата енергия може да се съхранява като химическа енергия, а тази химическа енергия след това се преобразува в електрическа енергия, когато е необходима. Преобразуването на електрическата енергия в химическа енергия чрез прилагане на външен електрически източник се нарича зареждане на батерията. Докато преобразуването на химическата енергия в електрическа енергия за доставяне на външната натоварване се нарича разтоварване на вторичната батерия.
По време на зареждане на батерията, електрическият ток преминава през нея, което предизвиква някои химически промени вътре в батерията. Тези химически промени поглъщат енергия по време на своето формиране.
Когато батерията е свързана с външната натоварване, химическите промени се случват в обратна посока, по време на които поглъщената енергия се освобождава като електрическа енергия и се доставя към натоварването.
Сега ще се опитаме да разберем принципа на функциониране на оловен-киселиновата батерия и за това ще обсъдим оловен-киселиновата батерия, която е много широко използвана като акумулаторна или вторична батерия.
Материалите, използвани за клетки на оловен-киселинови акумулаторни батерии
Основните активни материали, необходими за изграждане на оловен-киселинова батерия, са
Оловен диоксид (PbO2).
Гъба от олово (Pb)
Разредена серна киселина (H2SO4).
Оловен диоксид (PbO2)
Положителната плочка е направена от оловен диоксид. Това е тъмен кафяв, твърд и ломлив материал.
Гъба от олово (Pb)
Отрицателната плочка е направена от чисто олово в мека гъбеста форма.
Разредена серна киселина (H2SO4)
Разредената серна киселина, използвана за оловен-киселинова батерия, има съотношение вода : киселина = 3:1.
Оловен-киселиновата акумулаторна батерия се образува, като се потопят плочки от оловен диоксид и гъба от олово в разредена серна киселина. Външно натоварване се свързва между тези плочки. В разредената серна киселина молекулите на киселината се разделят на положителни водородни иони (H+) и отрицателни сулфатни иони (SO4 − −). Когато водородните иони достигнат до PbO2 плочката, те приемат електрони от нея и стават водород атом, който отново напада PbO2 и формира PbO и H2O (вода). Този PbO реагира с H2 SO4 и формира PbSO4 и H2O (вода).
SO4 − − ионите се движат свободно в разтвора, така че някои от тях ще достигнат до чистата Pb плочка, където ще дадат своите допълнителни електрони и ще станат радикал SO4. Тъй като радикалът SO4 не може да съществува сам, той ще нападне Pb и ще формира PbSO4.
Тъй като H+ ионите взимат електрони от PbO2 плочката и SO4 − − ионите дават електрони на Pb плочката, ще има неравенство на електрони между тези две плочки. Следователно ще има поток на ток през външното натоварване между тези плочки за балансиране на това неравенство на електрони. Този процес се нарича разтоварване на оловен-киселиновата батерия.
Оловният сулфат (PbSO4) е бял цвят. По време на разтоварване,
Двете плочки са покрити с PbSO4.
Специфичната тежест на разтвора на серна киселина намалява поради образуването на вода по време на реакцията при PbO2 плочката.
В резултат на това, скоростта на реакцията намалява, което означава, че потенциалната разлика между плочките намалява по време на процеса на разтоварване.
Сега ще отключим натоварването и ще свържим PbSO4, покрит с PbO2 плочката, с положителния терминал на външен DC източник, а PbO2, покрит с Pb плочката, с отрицателния терминал на този DC източник. По време на разтоварване, плътността на серна киселина намалява, но все още има серна кис
