密封铅酸电池充放电的化学反应

铅酸电池可归类为二次电池。

二次电池中发生的化学反应是可逆的。

在这些电池中产生电流的反应物（通过化学反应）可以通过使电流通过电池（充电）来再生。

从二次电池中提取电流的化学过程（正向反应）称为放电。

使活性物质再生的方法称为充电。

密封铅酸电池

• 密封铅酸电池由六个并排安装在一个外壳中的电池组成。
• 电池耦合在一起，每个 2.0V 电池加起来就是电池的总容量 12.0V。
• 尽管铅酸电池相对较重，但铅酸电池仍然优于其他轻型电池，因为它们能够提供大量电能（这是启动汽车冷引擎所必需的）。
• 充满电的铅酸电池由一叠交替的氧化铅电极组成，这些电极通过多层多孔隔板相互隔离。
• 所有这些零件都放在浓硫酸溶液中。
• 电池间连接器将一个电池的正极连接到下一电池的负极，因此六个电池串联。

放电化学反应

当电池放电时，它充当原电池并发生以下化学反应。

消极的：

Pb(s) + HSO ₄ ^– + H ₂ O(l) –> 2e ^– + PbSO ₄ (s) + H ₃ O ⁺ (aq) （氧化）

积极的：

PbO ₂ (s) + HSO ₄ ^– (aq) + 3H ₃ O ⁺ (aq) + 2e ^–   –> PbSO ₄ (s) + 5H ₂ O(l)（还原）

硫酸铅在两个电极上形成。
在完全反应中也转移了两个电子。
铅酸电池装在厚橡胶或塑料外壳中，以防止腐蚀性硫酸泄漏。

 

铅酸电池充电

铅放电电池中存在的硫酸会分解，需要更换。
有时，板块会自行改变其结构。
最终，电池的效率会降低，应该充电或更换。

当汽车电池在放电状态下花费相当长的时间时，积聚的硫酸铅可能变得极难去除。
这就是铅酸电池必须尽快充电（以防止硫酸铅积聚）的原因。
铅蓄电池的充电通常通过提供外部电流源来完成。

插入与铅酸电池相连的插头，化学反应以相反的方向进行。
如果电池（或电池的某些其他成分）中的硫酸发生分解，充电过程可能会变得低效。
因此，建议定期检查电池。

充电化学反应

铅酸电池充电时发生的化学反应如下所示。

消极的：

2e ^– + PbSO ₄ (s) + H ₃ O ⁺ (aq) –> Pb(s) + HSO ₄ ^– + H2O(l)（还原）

积极的：

PbSO ₄ (s) + 5H ₂ O(l) –> PbO ₂ (s) + HSO ₄ ^– (aq) + 3H ₃ O ⁺ (aq) + 2e ^–  (氧化)

充电时，汽车电池的功能类似于电解池。

驱动充电所需的能量来自外部来源，例如汽车发动机。

同样重要的是要注意，电池过度充电可能会导致副产品的形成，例如氢气和氧气。

这些气体往往会从电池中逸出，导致反应物损失。