Какво е оловно-киселинна батерия?

https://youtu.be/kNGg0P7B5fI

Оловно-киселинната батерия е акумулаторна батерия, която използва олово и сярна киселина, за да играе роля. Оловото се потапя в сярна киселина, за да се позволят контролирани химични реакции.

Тази химическа реакция е причината за генерирането на енергия от батерията. След това реакцията се обръща, за да се зареди батерията.

Материали за оловно-киселинни батерии

Основните активни материали, необходими за изграждането на оловно-киселинни батерии, са:

Оловен пероксид (PbO2): тъмнокафяв, твърд и крехък материал, образуващ положителна плоча.

Гъбесто олово (Pb): Чистото олово при условие на мека гъба образува отрицателната плоча.

Разредена сярна киселина (H2SO4): силна киселина и добър електролит. Той е силно йонизиран и по-голямата част от топлината, отделена по време на разреждането, идва от хидратацията на водородните йони. За оловно-киселинни батерии с вода: киселина=3:1.

Как работят оловно-киселинните батерии?

Оловно-киселинната батерия е направена от електродна плоча с оловен пероксид и гъбена оловна електродна плоча, потопена в разредена сярна киселина. Токът е външно свързан между тези платки. В разредена сярна киселина киселинните молекули се разделят на положителни водородни йони (H плюс) и отрицателни сулфатни йони (SO4 --). Когато достигне плочата PbO2, водородните йони получават електрони оттам и се превръщат във водородни атоми, атакувайки отново PbO2 и образувайки PbO и H2O (вода). Този PbO реагира с H2SO4, за да образува PbSO4 и H2O (вода).

SO4 - йони (аниони) се придвижват към електрода (анода), свързан към положителния полюс на захранването с постоянен ток, където ще се откажат от излишните електрони и ще се превърнат в свободен радикал SO4. Този радикал SO4 не може да съществува сам; Следователно, той реагира с PbSO4 на анода, за да генерира оловен пероксид (PbO2) и сярна киселина (H2SO4).

Когато батерията е заредена

Зареждането е процес на обръщане на електрохимичната реакция. Той преобразува електрическата енергия от зарядното устройство в химическа енергия в батерията. Батерията обаче не съхранява енергия. Той запазва химическата енергия, необходима за генериране на електричество.

Ако напрежението на зарядното устройство е по-високо от напрежението на батерията, то ще обърне тока. Зарядното устройство генерира твърде много електрони на отрицателната плоча и положителните водородни йони се привличат към тях. Водородът реагира с оловен сулфат, за да генерира сярна киселина и олово. Когато по-голямата част от сулфата изчезне, водородът се издига от отрицателната плоча. Кислородът във водата реагира с оловния сулфат върху положителната плоча, за да стане отново оловен диоксид. Когато реакцията е на път да приключи, кислородните мехурчета се издигат от положителната плоча. Това се нарича кървене.

Саморазреждане

Лоша черта на оловно-киселинните батерии е, че те се разреждат сами, дори когато не се използват. Общото правило е един процент скорост на саморазреждане на ден. Скоростта се увеличава при висока температура и намалява при ниска температура.

Смяната на електролита в оловно-киселинната батерия след зареждане и разреждане

Когато оловната батерия се разреди, сярната киселина в електролита намалява, съдържанието на вода се увеличава и специфичното тегло на разтвора намалява.

Когато оловно-киселинната батерия се зарежда, сярната киселина в електролита се увеличава непрекъснато, водата намалява постепенно и специфичното тегло на разтвора се увеличава.

Всъщност промяната на специфичното тегло на електролита определя състоянието на зареждане на оловно-киселинната батерия. Ето защо е важно постоянно да поливате батерията, за да сте сигурни, че ще се възползвате максимално от нея.