Свинцово-кислотный аккумуляторының қалыптасуы | Свинцово-кислотті екінші ретті сақтау аккумуляторы
Свинцово-кислотты батареяның жұмысы
Сақтау батареясы немесе екінші ретті батарея - бұл электр энергиясын химиялық энергияға сақтай алатын және керек болғанда химиялық энергияны электр энергиясына айналдыратын батарея. Электр энергиясын химиялық энергияға айналдыру - батареяны заряддау деп аталады. Химиялық энергияны электр энергиясына айналдыру - батареяны толтуру деп аталады.
Батареяны заряддау кезінде, электр ток батарея арқылы өтеді, ол батарея ішінде белгілі бір химиялық өзгерістерге әкеледі. Бұл химиялық өзгерістер өмірдік процестерге қатысты энергияны жинау.
Батарея экстерьерлік жүкке қосылғанда, химиялық өзгерістер кері бағытта өтуі мүмкін, осы кезде жиналған энергия электр энергиясы ретінде шығып, жүкке беріледі.
Енді біз свинцо-кислотты батареяның принциптерін түсіну үшін, алдымен бұл түрлі батареялардың қолданылуын талқылаймыз.
Свинцо-кислотты сақтау батареясы үшін қолданылатын материалдар
Свинцо-кислотты батарея құрастыру үшін қажетті негізгі активті материалдар:
Свинцо оксид (PbO2).
Губка свинец (Pb)
Дилютациялық серный кислота (H2SO4).
Свинцо пероксид (PbO2)
Оң платасы свинцо пероксидтен жасалған. Бұл темірден, жыртық және жұқа зат.
Губка свинец (Pb)
Теріс платасы губка свинецтен жасалған.
Дилютациялық серный кислота (H2SO4)
Свинцо-кислотты батарея үшін қолданылатын дилютациялық серный кислотаның су : кислота қатынасы 3:1.
Свинцо-кислотты сақтау батареясын құрастыру үшін PbO2 платасы мен губка свинец платасын дилютациялық серный кислотаға топырып, оларды экстерьерлік жүкке қосамыз. Дилютациялық серный кислотада кислота молекулалары оң гидроген иондары (H+) және теріс сульфат иондары (SO4 − −) болады. Гидроген иондары PbO2 платасына жеткенде, олардан электрондарды аледі және гидроген атомына айналды, ол да PbO2 мен H2O (су) пайда болады. Бұл PbO H2 SO4 мен қосылып PbSO4 және H2O (су) пайда болады.
SO4 − − иондары сульфаттық кислотада жұмыс істейді, олар Pb платасына жетеді, оларда электрондар беріледі және радикал SO4 пайда болады. Радикал SO4 бір өзінде бола алмайды, ол Pb мен қосылып PbSO4 пайда болады.
H+ иондары PbO2 платасынан электрондарды аледі, SO4 − − иондары Pb платасына электрондар береді, олардың арасында электрондардың теңсіздігі пайда болады. Сондықтан экстерьерлік жүк арқылы олардың арасында электр ток ағысады. Бұл процесс свинцо-кислотты батареяны толтуру деп аталады.
Свинцо сульфат (PbSO4) ақ түсті. Толтуру кезінде,
Екеуінше платалар PbSO4мен қапталады.
Серный кислотаның тұрақты салмағы PbO2 платасында реакция кезінде су пайда болғандықтан төмендейді.
Реакцияның ынтымалы төмендейді, бұл плата аралығындағы потенциал айырмашылығы төмендейді.
Енді біз жүкті алып тастап, PbSO4 мен PbO2 платасын DC источниктің оң терминалына, PbO2 мен Pb платасын DC источниктің теріс терминалына қосамыз. Толтуру кезінде сульфаттық кислотаның тығыздығы төмендейді, бірақ сульфаттық кислота қалады. Сульфаттық кислота H+ және SO4− − иондары болады. Оң токтар (катиондар) DC источниктің теріс терминалына қосылған катодға қарай қозғалады. Мұнда әр H+ ион электронды аледі және гидроген атомына айналады. Бұл гидроген атомдар PbSO4 мен қосылып Pb және сульфаттық кислота (H2SO4) пайда болады.
