Funktionssätt för Blybatteri | Sekundär lagringsenhet med blybatteri

Funktionssätt för blybatteri

Lagringsbatteriet eller sekundärbatteriet är ett batteri där elektrisk energi kan lagras som kemisk energi, och denna kemiska energi omvandlas sedan till elektrisk energi när det behövs. Omvandlingen av elektrisk energi till kemisk energi genom att tillämpa en extern elektrisk källa kallas laddning av batteri. Medan omvandlingen av kemisk energi till elektrisk energi för att leverera den externa belastningen kallas avladdning av sekundärbatteri.
Vid laddning av batteri passerar ström genom det vilket orsakar vissa kemiska förändringar inuti batteriet. Dessa kemiska förändringar absorberar energi under sin bildning.

När batteriet ansluts till den externa belastningen sker de kemiska förändringarna i omvänd riktning, under vilken den absorberade energin frigörs som elektrisk energi och levereras till belastningen.
Nu ska vi försöka förstå principen för funktionssättet hos blybatteri och för det kommer vi först att diskutera blybatteri som ofta används som lagringsbatteri eller sekundärbatteri.

Material som används för blybattericeller

De huvudsakliga aktiva material som krävs för att konstruera ett blybatteri är

1. Blyperoxid (PbO2).

2. Svampbly (Pb)

3. Utdunstat svavelsyra (H2SO4).

Blyperoxid (PbO2)

Den positiva plattan är gjord av blyperoxid. Detta är en mörkbrun, hård och spröd substans.

Svampbly (Pb)

Den negativa plattan är gjord av rent bly i mjuk svampform.

Utdunstat svavelsyra (H2SO4)

Utdunstad svavelsyra som används för blybatteri har en förhållande mellan vatten : syra = 3:1.

Blybatteriet formas genom att doppa blyperoxidplatta och svampblyplatta i utdunstat svavelsyra. En belastning ansluts externt mellan dessa plattor. I utdunstad svavelsyra delas molekyler av syran upp i positiva vätgasjoner (H+) och negativa sulfatjoner (SO4 − −). När vätgasjonerna når PbO2-plattan tar de elektroner från den och blir vätgasatomer som återigen attackerar PbO2 och bildar PbO och H2O (vatten). Detta PbO reagerar med H2 SO4 och bildar PbSO4 och H2O (vatten).

SO4 − − jonerna rör sig fritt i lösningen så några av dem kommer att nå ren Pb-platta där de ger sina extra elektroner och blir radikal SO4. Eftersom radikal SO4 inte kan existera ensamt kommer det att angripa Pb och bildar PbSO4.
Eftersom H+-jonerna tar elektroner från PbO2-plattan och SO4 − −-jonerna ger elektroner till Pb-plattan, skulle det finnas en ojämlikhet av elektroner mellan dessa två plattor. Därför skulle det finnas en strömflöde genom den externa belastningen mellan dessa plattor för att balansera denna ojämlikhet av elektroner. Denna process kallas avladdning av blybatteri.
Bly-sulfat (PbSO4) är vitaktigt. Under avladdning,

1. Båda plattorna täcks med PbSO4.

2. Specifik vikt av svavelsyrans lösning sjunker på grund av bildningen av vatten under reaktion vid PbO2-plattan.

3. Som en följd faller reaktionshastigheten vilket innebär att spänningen mellan plattorna minskar under avladdningsprocessen.

Nu kopplar vi bort belastningen och ansluter PbSO4-täckta PbO2-plattan till den positiva terminalen av en extern DC-källa och PbO2-täckta Pb-plattan till den negativa terminalen av samma DC-källa. Under avladdning sjunker densiteten av svavelsyran men det finns fortfarande svavelsyra i lösningen. Denna svavelsyra finns också som H+ och SO4− −-jonerna i lösningen. Vätgasjonerna (katjon) som är positivt laddade, rör sig till elektroden (katod) som är ansluten till den negativa terminalen av DC-källan. Här tar varje H+-jon en elektron från den och blir en vätgasatom. Dessa vätgasatomer angriper sedan PbSO4 och bildar bly och svavelsyra.

SO4− −-jonerna (anioner) rör sig mot elektroden (anod) som är ansluten till den positiva terminalen av DC-källan där de ger ifrån sina extra elektroner och blir radikal SO4. Denna radikal SO