铅酸电池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,广泛用于汽车起动、UPS电源系统以及其他需要大容量电能储存和释放的应用中。
主要组成铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成正极板是棕褐色的二氧化铅(PbO₂)负极板是灰色的绒状铅(Pb)电解液是浓度为27%~37%的硫酸(H₂SO₄)水溶液当两极板放置在电解液中时,极板的铅和硫酸发生化学反应,二价的铅正离子(Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e-)。
两极间会产生2V的电压。
总反应: PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ === 2PbSO₄ + 2H₂O (向右反应是放电,向左反应是充电)充电过程在充电过程中,铅酸电池中的化学反应如下:正极(正板)反应:PbSO₄ + 2H₂O - 2e⁻ → PbO₂ + H₂SO₄ + 2H⁺负极(负板)反应:PbSO₄ + 2e⁻ → Pb + SO₄放电过程在放电时,铅酸电池的化学反应如下:正极(正板)反应:PbO₂ + 2H₂SO₄ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O负极(负板)反应:Pb + H₂SO₄ → PbSO₄ + 2H⁺ + 2e⁻放电过程中,硫酸根负离子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅(PbSO₄)。
在正极板上,由于电子自外电路流入,而与4价的铅正离子(Pb4+)化合成2价的铅正离子(Pb2+),并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上。
铅蓄电池优点放电时电动势较稳定,工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好、造价较低,因而应用广泛。