Pagina 3 din 10
Principiul funcționării unei baterii plumb-acid
Acumulatorii de plumb sunt surse secundare de curent chimic care pot fi utilizate de mai multe ori. Materialele active consumate în timpul descărcării sunt restaurate la o încărcare ulterioară.
Sursa chimică a curentului este o combinație de reactivi (agent oxidant și agent de reducere) și electrolit. Agentul reducător (electrod negativ) al sistemului electrochimic în timpul reacției de formare a curentului renunță la electroni și se oxidează, iar oxidantul (electrodul pozitiv) este restabilit.
Electrolitul, de regulă, este un compus chimic lichid care are o bună conductivitate electronică ionică și mică. Bateria plumb în procesele curente producătoare implicate dioxid de plumb (dioxid de plumb) RO2 (oxidant) electrod pozitiv plumb spongios Pb () din reducător electrodul negativ și un electrolit (o soluție apoasă de acid sulfuric H2 S04).
Substanțele active ale electrozilor sunt o masă poroasă relativ rigidă a electronilor cu diametrul porilor de 1,5 μm în PbO2 și 5-10 μm în plumb spongios. Porozitatea de volum a substanțelor active într-o stare încărcată este de aproximativ 50%.
O parte din acidul sulfuric din electrolit este disociată în ionii de hidrogen pozitiv H + și în ionii negativi ai reziduului acid S04 2-. Pulberul de burete eliberează ionii pozitivi ai conductorului bivalent Pb 2+ în electrolit atunci când bateria este descărcată. excesul de electroni din electrodul negativ pe porțiunea exterioară a unui circuit închis sunt mutate la electrodul pozitiv, în care tetravalent redus de plumb Pb 4+ ionilor la bivalent plumb Pb 2+.
Ionii pozitivi ai plumbului Pb 2+ se combină cu ionii negativi ai reziduului acid S04 2-. formând pe ambii electrozi sulfat de plumb PbSO4 (sulfat de plumb).
Când bateria este conectată la încărcător, electronii se deplasează la electrodul negativ, neutralizând ionii divalenți ai plumbului Pb 2+. Conductorul de burete Pb este eliberat pe electrod. Dând doi electroni sub influența tensiunii sursei externe de curent, ionii divalenți ai plumbului Pb 2+ la electrodul pozitiv sunt oxidați la ionii Pb 4+ tetravalenți. Prin reacțiile intermediare, ionii Pb4 + se combină cu doi ioni de oxigen și formează dioxid de plumb PbO2.
Reacțiile chimice ale unui acumulator de plumb sunt descrise prin ecuația:
unde # 916; Cp - gradul de descărcare a bateriei,%;
P3 și Pp - densitatea electrolitului, respectiv o baterie complet încărcată și complet descărcată la o temperatură de 25 ° C, g / cm2;
P25 este densitatea măsurată a electrolitului, redusă la o temperatură de 25 ° C, g / cm3.
Consumul acid al electrozilor pozitivi este mai mare decât cel al electrozilor negativi. Dacă luăm în considerare cantitatea de apă produsă de electrozii pozitivi, atunci cantitatea de acid necesară pentru ele în timpul descărcării este de 1,6 ori mai mare decât cea negativă.
Când are loc o descărcare ușoară creștere a volumului de electrolit, dar la o încărcare de - reducerea (aproximativ 1 cm 3 per 1 Ah). Pentru 1 Ah capacitate electrică este consumată: evacuarea - 3,86 g de plumb, dioxid de plumb, 4,44 g, 3,67 g de acid sulfuric, și la un cost de - 0,672 g apă, 11,6 g de sulfat de plumb