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蓄電池的充放電方法
? ? ? ?電池是由浸漬在電解液中的正極板(二氧化鉛Pb02)和負極板(海綿狀純鉛Pb)組成的,電解液是硫酸(H2S04)的水溶液。當蓄電池和負載接通放電時(shí),正極板上的Pb02 和負極板上的Pb都變成PbS04,電解液中的H2S04減少,相對密度下降。
充電時(shí)按相反的方向變化,正負極板上的PbS04分別恢復成原來(lái)的Pb02和Pb,電解液中的硫酸增加,相對密度變大。如略去中間的化學(xué)反應過(guò)程,可用下式表示:Pb02+Pb十2H2S04=2PbS04+2H20 (1—1)
? ? ? ?當極板浸入電解液時(shí),在負極板處,金屬鉛受到兩方面的作用,一方面它有溶解于電解液的傾向,因而有少量鉛進(jìn)入溶液,生成Pb2+,在極板上留下兩個(gè)電子2e,使極板帶負電;另一方面,由于正、負電荷的吸引,Pb2+有沉附于極板表面的傾向。當兩者達到平衡時(shí),溶解便停止,此時(shí)極板具有負電位,約為-0.1V。正極板處,少量Pb02溶入電解液,與水生成Pb(OH):,再分離成四價(jià)鉛離子和氫氧根離子。
即
Pb02+2H20—->Pb(OH)4
Pb(OH)4=Pb4++4(OH)-
由于Pb4+沉附于極板的傾向,大于溶解的傾向,因而沉附在正極板上,使極板呈正電位。當達到平衡時(shí),約為+2.0V。因此,當外電路未接通,反應達到相對平衡狀態(tài)時(shí),蓄電池的靜止電動(dòng)勢約為:
E0=2.0-(-0.1)=2.1V
? ? ? ?當蓄電池接上負載后,在電動(dòng)勢的作用下,電流從正極經(jīng)過(guò)負載流往負極(即電子從負極到正極),使正極電位降低,負極電位升高,破壞了原有的平衡。放電時(shí)的化學(xué)反應過(guò)程如圖所示。
? ? ? ?在正極板處,Pb4+和電子結合,變成二價(jià)鉛離子Pb2+,Pb2+與電解液中的SO42-結合生成PbS04沉附于極板上。
即
Pb4++2e—-> Pb2+
Pb2++ SO42-=PbSO4
? ? ? ?在負極板處,Pb2+與電解液中的SO42-結合也生成PbS04沉附在負極板上,而極板上的金屬鉛繼續溶解,生成Pb2+和電子。如果電路不中斷,上述化學(xué)反應將繼續進(jìn)行,使正極板上的Pb02和負極板上的Pb都逐漸轉變?yōu)镻bS04,電解液中的PbS04逐漸減少而水增多,故電解液相對密度下降。理論上,放電過(guò)程應進(jìn)行到極板上的活性物質(zhì)全部變?yōu)榱蛩徙U為止,而實(shí)際上是不可能的,因為電解液不能滲透到活性物質(zhì)的最內層。使用中,所謂放完電的蓄電池,實(shí)際上只有20%~30%的活性物質(zhì)變成了硫酸鉛,因此采用薄型極板,增加多空率,提高極板活性物質(zhì)的利用率可提高蓄電池的容量,也是蓄電池工業(yè)的發(fā)展方向。
? ? ? ? 充電時(shí),應將蓄電池接直流電源。當電源電壓高于蓄電池電動(dòng)勢時(shí),在直流電源電壓作用下,電流從蓄電池正極流人,負極流出(即驅使電子從正極經(jīng)外電路流人負極)。這時(shí)正負極板發(fā)生的反應正好與放電過(guò)程相反,其化學(xué)反應過(guò)程如圖。
? ? ? ?在負極板處有少量的PbS04進(jìn)入電解液中,離解為Pb2+和SO42-。Pb2+在電源的作用下獲得兩個(gè)電子變?yōu)榻饘貾b,沉附在極板上。而SO42-則與電解液中的H+結合,生成硫酸。
即:
PbS04—->Pb2++SO42-
Pb2++2e—->Pb
SO42-+2H+—->H2S04 (1—3)
? ? ? ?充電終期,密度將升到最大值,且會(huì )引起水的分解,水分解的化學(xué)反應式:
2H2S04 —->4H++ SO42-
負極上:4H++4e—->2H2
正極上:2SO42–4e+2H20—->2H2S04+O2
總反應為:2H2S04+2H20—->2H2S04十2H2+O2(1—6)
由上式可見(jiàn),實(shí)際上分解的是水:2H20—->2H2+02 (1—7)
? ? ? ?HDGC3985智能蓄電池充放電一體機集蓄電池恒流放電、智能充電、活化于一體。一機多用,減少企業(yè)成本,降低維護人員勞動(dòng)強度,用于定期的電池組檢測及落后電池再生活化,為電池和UPS電源維護提供科學(xué)的檢測手段。用于電信、基站、電力等部門(mén)。根據需要進(jìn)行深度放電,然后充電,使電池組隨時(shí)保持滿(mǎn)足狀態(tài)并延長(cháng)電池壽命,是蓄電池維護工作的好助手。
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