蓄电池中的酸是什么？蓄电池工作原理分析

铅蓄电池中含有的酸是稀硫酸，工作时的原理如下：

正极反应为：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，

负极反应为：Pb+SO42--2e-=PbSO4

其电池的放电总反应为：PbO2+2H2SO4+Pb=2PbSO4+2H2O，二氧化铅和铅在稀硫酸作用下生成硫酸铅和水，充电过程则为其逆反应。

铅酸蓄电池里面的液体叫电解液。

电解液是由浓硫酸和净化水（去离子水）配制而成的。

蓄电池(StorageBattery)是将化学能直接转化成电能的一种装置，是按可再充电设计的电池，通过可逆的化学反应实现再充电，通常是指铅酸蓄电池，它是电池中的一种，属于二次电池。它的工作原理：充电时利用外部的电能使内部活性物质再生，把电能储存为化学能，需要放电时再次把化学能转换为电能输出，比如生活中常用的手机电池等。[1]

它用填满海绵状铅的铅基板栅（又称格子体）作负极，填满二氧化铅的铅基板栅作正极，并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作电解质。电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，生成硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，生成硫酸铅。电池在用直流电充电时，两极分别生成单质铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电，它的单体电压是2V，电池是由一个或多个单体构成的电池组，简称蓄电池，最常见的是6V、

储能蓄电池，免维护蓄电池，其它还有2V、4V、8V、24V蓄电池。如汽车上用的蓄电池（俗称电瓶）是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。

酸就是稀硫酸、

凡是以呈酸性水溶液作为电解质的蓄电池统称为酸性蓄电池，其中最为典型的是铅酸蓄电池。酸性蓄电池主要优点是工作电压较高，使用温度宽，高低速率放电性能良好，原料来源丰富，价格低廉。其缺点是能量密度较低，使其体积、重量较大。[1]

铅酸蓄电池，其正极为二氧化铅，负极为海绵状铅，电解质为硫酸水溶液，隔板（隔膜）根据不同类型的铅蓄电池使用微孔橡胶隔板、微孔塑料隔板或其他材料，电池壳体使用硬橡胶、工程塑料、玻璃钢等材料制成。

酸性蓄电池主要由容器、极板和隔板三部分组成。酸性蓄电池的容器是用来储盛电解液和支撑极板的，所以它必须具有防止酸液漏泄、耐腐蚀、坚固和耐高温等特性。根据材料不同，常用的铅酸蓄电池容器有玻璃槽、铅衬木槽、塑料槽和硬橡胶槽四种。[2]

一般海洋石油工程上使用酸蓄电池的极板采用铅锑合金制成栅格式，栅格中压入活性物质。正极板的活性物质是二氧化铅(PbO2)，负极板的活性物质是海绵状纯铅。为了增大容量，蓄电池正极板和负极板都制成好多片，分别并联在一起，接成两组，构成蓄电池的正极和负极。每一组正负极板所组成的单电池的电压约有2V左右，在实际应用时常将3个或6个相同的单电池串接起来成为一组。蓄电池负极板总比正极板多一块，每块正极板夹在两块负极板当中，使正极板两面都起化学反应，产生同样的膨胀和收缩，减少极板弯曲的机会，从而延长了极板使用寿命，因为负极板在充放电过程中伸缩现象较正极板少得多，制造时也较正极板薄一些，最外侧的两块负极板只有一面与正极起化学作用，因此其厚度就比中问的负极板还要薄。[2]

隔板的作用是使蓄电池的正、负极板互相绝缘，可用木板、硬橡皮、塑料等制成。为了使电解液能自由地流通，隔板的构造应是多孔的，但是不能使脱落的活性物质经过隔板而与相邻极板接触。

铅蓄电池的两组极板插入稀硫酸溶液里发生化学变化就产生电压。通入直流电时(充电)，在正极板上的氧化铅变成了棕褐色的二氧化铅(PbO2)，在负极板上的氧化铅就变成灰色的绒状铅(Pb，也叫海绵状铅)。铅蓄电池放电时，正负极板上的活性物质都吸收硫酸起了化学变化，逐渐变成了硫酸铅(PbSO4),当正负极板上的活性物质都变成了同样的硫酸铅后，蓄电池的电压就下降到不能再放电了。此时需要对蓄电池充电，使其恢复成原来的二氧化铅和绒状铅，这样，蓄电池又可以继续放电。在蓄电池中产生的化学变化是可逆的，用方程式表示如下：[2]

充放电化学表达式

充放电化学表达式

由上式可以看出，充电时电解液稀硫酸的密度会增加；放电时由于生成水，密度降低。酸性蓄电池的电动势，主要与电解液密度有关。密度高，电动势也高。用经验公式表示有下述关系：

式中：

E——蓄电池的电动势，V；

d——电解液的密度。

酸性蓄电池的内阻由极板电阻、电解液电阻及极板连接部分的电阻所组成。

当蓄电池充电时，电解的密度发生变化，极板上的有效物质发生变化，所以蓄电池的内阻也随之变化。蓄电池在充电后内阻最小，放电时内阻增加。对于使用的蓄电池，其内阻可用下列公式计算：

式中：

R——蓄电池内阻，Ω；

E——开路电压，V；

U——工作时的端电压，V；

I——放电电流，A。

蓄电池的容量表示蓄电池储存电能的能力，船用蓄电池的容量一般以10小时放电率的安培小时做单位。例如250安培小时的蓄电池能以25安培的电流放电10小时。但是同一蓄电池在1小时的放电率时不能给出250安培小时容量，事实上，将小于250安培小时。在10小时放电率以外的放电率时应乘以一适当的容量系数，如表2-58所示。[2]