3.铅酸蓄电池的结果和工作原理

1）铅酸蓄电池的结构

铅酸蓄电池外形图如图1所示。

 图1 铅酸蓄电池外形图

铅酸蓄电池的内部结构图如图2所示。

蓄电池是利用物理原理，通过化学反应的方法将电能转换成化学能储存起来。储存的化学能要输出电能时，通过化学能转换成电能对外供电。电学的物理原理：构成物质的分子由原子构成，原子是有电子，电子在一定能量的激发下，可以传导电能。

如图（1）、（2）所示，实际使用中蓄电池是由正极板负极板隔板组成为极群组构成。

材料的体积（极板的表面及厚度，正极板的数量）决定了电池的容量。

电池的工作状况取决于活性物质的有效活性表面，所以这些材料的孔率是很重要的。为避免词语混乱，称“电子流动方向”为“物理流动方向”，实际电流方向是电子流动的反方向。电子是带负电荷的微粒，在放电过程中正极的氧化铅，负极为绒面铅，被转化为硫酸铅，负极绒面铅失掉电子被氧化，其失掉的电子通过外电路供给负载后回到正极。正极氧化前得到电子，还原为硫酸铅。

在充电过程中，正极硫酸铅被氧化失掉电子从内电路运送到负极储存起来。复极得到电子被还原为绒面铅。表1给出了铅酸蓄电池结构中各组件的材料和作用

图2  铅酸蓄电池的内部结构图

表1铅酸蓄电池结构中各组件的材料和作用组件 材料 作用

正极 正极为铅-锑-钙合金栏板，内含氧化铅为活性物质 保证足够的容量 　长时间使用中保持蓄电池容量，减小自放电

负极 负极为铅-锑-钙合金栏板，内含海绵状纤维活性物质 保证足够的容量 长时间使用中保持蓄电池容量，减小自放电

隔板 先进的多微孔AGM隔板保持电解液，防止正极裕负极短路。隔板采用无纺超细玻璃纤维，在硫酸中化学性能稳定。多孔结构有助于保持活性物质反应所需的电解液 防止正负极短路

保持电解液

防止活性物质从电极表面脱落

电解液 在电池的电化学反应中，硫酸作为电解液传导离子 使电子能在电池正负极活性物质间转移

外壳和盖子 在没有特别说明下，外壳和盖子为ABS树脂 提供电池正负极组合栏板放置的空间

具有足够的机械强度可承受电池内部压力

安全阀 材质为具有优质耐酸和抗老化的合成橡胶。帽状阀中有氯丁二烯橡胶制成的单通道排气阀 电池内压高于正常压力时释放气体，保持压力正常

阻止氧气进入

端子 根据电池的不同，正负极端子可为连接片、棒状、螺柱或引出线。端子的密封为可靠的粘结剂密封。

密封件的颜色：红色为正极，黑色为负极 密封端子有助于大电流放电和长的使用寿命

2）化学反应原理（双硫酸盐反应） 

在放电过程中，负极中的铅（活性物质）以及正极中的氧化铅被转化为硫酸铅，参与反应的硫酸铅是以硫酸根离子的形式存在，反应产物中的水证明该反应消耗并稀释了硫酸，硫酸的密度降低。
         在充电过程中，正极中的硫酸铅被氧化成氧化铅，失掉电子，而负电极硫酸铅被还原成PbO₂→Pb而得到电子还原为绒面铅。
铅酸蓄电池电极反应式为

放电：PbO₂+Pb+2H₂SO₄＝2PbSO₄+2H₂O

　　负极：Pb + SO₄2－－ 2e － === PbSO₄

　　正极：PbO₂ + 4H+ + SO₄2－ + 2e －=== PbSO₄ + 2H₂O

充电：2PbSO₄+2H₂O＝PbO₂+Pb+2H₂SO₄

　　阳极：PbSO₄ + 2H₂O－ 2e － === PbO₂ + 4H+ + SO₄2－

　　阴极：PbSO₄ + 2e －=== Pb + SO₄2－

（御风）