Что такое свинцово-кислотный аккумулятор?
Компоненты:
Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из следующих основных компонентов:
- Положительные пластины: Изготовлен из диоксида свинца (PbO2).
- Отрицательные пластины: Изготовлен из чистого свинца (Pb).
- Электролит: Раствор серной кислоты (H2SO4) и воды.
- Разделители: Непроводящий материал, помещенный между положительной и отрицательной пластинами, предотвращает электрический контакт, но допускает движение ионов.
Химические реакции:
Во время разрядки (когда батарея обеспечивает питание):
- При подключении электрической нагрузки между электродами и электролитом происходит химическая реакция.
- Диоксид свинца (PbO2) положительной пластины реагирует с ионами сульфата (SO42-) из электролита с образованием сульфата свинца (PbSO4).
- Чистый свинец (Pb) с отрицательной пластины также реагирует с ионами сульфата с образованием сульфата свинца.
Итоговая реакция во время разряда:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
В результате как положительные, так и отрицательные пластины превращаются в сульфат свинца, а концентрация серной кислоты в электролите снижается.
Зарядка:
Чтобы подзарядить аккумулятор (при подключенном внешнем источнике питания):
- На батарею подается электрический ток, вызывающий обратную реакцию разряда.
- Сульфат свинца как положительных, так и отрицательных пластин реагирует с водой из электролита.
- Сульфат свинца с положительных пластин превращается обратно в диоксид свинца (PbO2), а сульфат свинца с отрицательных пластин снова превращается в чистый свинец (Pb).
Чистая реакция во время зарядки:
2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + Pb + 2H2SO4
В целом реакции обратимы, что позволяет заряжать и повторно использовать батарею несколько раз.
Свинцово-кислотные аккумуляторы широко используются в автомобилях, а также в различных других устройствах, таких как системы резервного питания, источники бесперебойного питания (ИБП), тележки для гольфа и портативные устройства.