它用填滿海綿狀鉛的鉛板作負(fù)極,填滿二氧化鉛的鉛板作正極,并用22~28%的稀硫酸作電解質(zhì)。在充電時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,放電時(shí)化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能。電池在放電時(shí),金屬鉛是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),被氧化為硫酸鉛;二氧化鉛是正極,發(fā)生還原反應(yīng),被還原為硫酸鉛。
電池在用直流電充電時(shí),兩極分別生成鉛和二氧化鉛。移去電源后,它又恢復(fù)到放電前的狀態(tài),組成化學(xué)電池。鉛蓄電池是能反復(fù)充電、放電的電池,叫做二次電池。它的電壓是2V,通常把三個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)起來(lái)使用,電壓是6V。汽車上用的是6個(gè)鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。普通鉛蓄電池在使用一段時(shí)間后要補(bǔ)充硫酸,使電解質(zhì)保持含有22~28%的稀硫酸。
凡是以呈酸性水溶液作為電解質(zhì)的蓄電池統(tǒng)稱為酸性蓄電池,其中為典型的是鉛酸蓄電池。酸性蓄電池主要優(yōu)點(diǎn)是工作電壓較高,使用溫度寬,高低速率放電性能良好,原料來(lái)源豐富,價(jià)格低廉。其缺點(diǎn)是能量密度較低,使其體積、重量較大。 [1]
鉛酸蓄電池,其正極為二氧化鉛,負(fù)極為海綿狀鉛,電解質(zhì)為硫酸水溶液,隔板(隔膜)根據(jù)不同類型的鉛蓄電池使用微孔橡膠隔板、微孔塑料隔板或其他材料,電池殼體使用硬橡膠、工程塑料、玻璃鋼等材料制成。
酸性蓄電池主要由容器、極板和隔板三部分組成。酸性蓄電池的容器是用來(lái)儲(chǔ)盛電解液和支撐極板的,所以它必須具有防止酸液漏泄、耐腐蝕、堅(jiān)固和耐高溫等特性。根據(jù)材料不同,常用的鉛酸蓄電池容器有玻璃槽、鉛襯木槽、塑料槽和硬橡膠槽四種。一般海洋石油工程上使用酸蓄電池的極板采用鉛銻合金制成柵格式,柵格中壓入活性物質(zhì)。正極板的活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2),負(fù)極板的活性物質(zhì)是海綿狀純鉛。為了增大容量,蓄電池正極板和負(fù)極板都制成好多片,分別并聯(lián)在一起,接成兩組,構(gòu)成蓄電池的正極和負(fù)極。每一組正負(fù)極板所組成的單電池的電壓約有2V左右,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常將3個(gè)或6個(gè)相同的單電池串接起來(lái)成為一組。蓄電池負(fù)極板總比正極板多一塊,每塊正極板夾在兩塊負(fù)極板當(dāng)中,使正極板兩面都起化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生同樣的膨脹和收縮,減少極板彎曲的機(jī)會(huì),從而延長(zhǎng)了極板使用壽命,因?yàn)樨?fù)極板在充放電過(guò)程中伸縮現(xiàn)象較正極板少得多,制造時(shí)也較正極板薄一些,外側(cè)的兩塊負(fù)極板只有一面與正極起化學(xué)作用,因此其厚度就比中間的負(fù)極板還要薄。
隔板的作用是使蓄電池的正、負(fù)極板互相絕緣,可用木板、硬橡皮、塑料等制成。為了使電解液能自由地流通,隔板的構(gòu)造應(yīng)是多孔的,但是不能使脫落的活性物質(zhì)經(jīng)過(guò)隔板而與相鄰極板接觸。