蓄电池的工作原理

化学能与电能之间的转换
蓄电池的工作原理主要基于化学能与电能之间的转换。蓄电池通过化学反应储存和释放能量,其核心过程包括充电和放电两个阶段。
充电过程
在充电过程中,蓄电池利用外部电源的电能将内部活性物质再生,将电能转化为化学能储存起来。具体来说,正极板上的二氧化铅(PbO₂)和负极板上的海绵状铅(Pb)在电解液(通常是稀硫酸)中发生化学反应,生成硫酸铅(PbSO₄)。这个过程中,电能被转化为化学能并储存在蓄电池中。
放电过程
当蓄电池放电时,储存的化学能被释放出来转化为电能。正极板上的硫酸铅被还原为二氧化铅,负极板上的硫酸铅被氧化为海绵状铅,同时电解液中的硫酸浓度降低,生成水。这个过程使得蓄电池能够向外供电,供设备使用。
化学反应方程式
充电反应:
PbO2+2H2SO4→PbSO4+2H2O+O2PbO+2HSO→PbSO+2HO+OPb+H2SO4→PbSO4+H2Pb+HSO→PbSO+H
放电反应:
PbSO4+2H2O→PbO2+2H2SO4PbSO+2HO→PbO+2HSOPbSO4+H2SO4→Pb+H2SO4PbSO+HSO→Pb+HSO