铅酸电池的工作原理及特性

1）放电

把正、负极板互不接触而浸入容器的电解液中，在容器外用导线和灯泡把两种极板连接起来，如图(a)所示，此时灯泡亮，因为二氧化铅板和铅板都与电解液中的硫酸起了化学变化，使两种极板之间出现了电动势(电压)，在导线中有电流流过，即化学能变成了使灯泡发光的电能。这种由于化学反应而输出电流的过程称为蓄电池放电。

放电时，正负极板上的活性物质都与硫酸发生了化学变化，生成硫酸铅PbSo4。当两极板上大部分活性物质都变成了硫酸铅后，蓄电池的端电压就下降。当端电压降到1.8-1.75V以后，放电不宜继续下去，此时两极板间的电压称为终止放电电压。整个放电过程中，蓄电池中的硫酸逐渐减少而形成水，硫酸的浓度减少，电解液比重降低。蓄电池内阻增大，电动势下降，端电压也随之减小，此时，正极板为浅褐色，负极板为深灰色。

2）充电

假如把外电路中的灯泡换成直流电源，即直流发电机或硅整流设备，并且把正极板接外电源的正极，负极板接外电源的负极，如(b)所示,当外接电源的端电压高于蓄电池的电势时，外接电源的电流就会流人蓄电池。电流的方向刚好与放电时的电流方向相反，于是在蓄电池内就出现了与上述相反的化学反应，就是说硫酸从极板中析出。正极板又转化为二氧化铅，负极板又转化为纯铅，而电解液中硫酸增多，水减少。经过这种转化，蓄电池两极之间的电动势又恢复了，蓄电池又具备了放电条件。这时，外接电源的电能充进了蓄电池变成化学能而贮存了起来，这种过程称为蓄电池充电。充电过程使硫酸铅小晶块分别还原为二氧化铅(正极板)和铅绵(负极板)，极板上的硫酸铅消失。由于充电反应逐渐深入到极板上活性物质内部。硫酸浓度就新增，水分减少，溶液的密度增大，内阻减少，电势增大，端电压随之上升。

3）蓄电的自放电现象

由于电解液所含金属杂质沉淀在负极板上，以及极板本身活性物质中也含有金属杂质。此，在负极板上形成局部的短路，形成了蓄电池自放电现象。通常在一昼夜内，蓄电池由于自放电，将使其容量减少0.5%--1%。自放电现象也随着电解液的温度、比重和使用时间的上升而新增。