鉛酸蓄電池原理與構造

鉛酸蓄電池原理與構造

所謂蓄電池即是貯存化學能量，于必要時放出電能的一種電氣化學設備。
構成鉛蓄電池之主要成份如下：

陽極板(過氧化鉛.pbO2)--->活性物質
陰極板(海綿狀鉛.pb)--->活性物質
電解液(稀硫酸)--->硫酸(H2SO4)+水(H2O)
電池外殼
隔離板
其它(液口栓.蓋子等)

鉛蓄電池之原理

鉛蓄電池內的陽極(pbO2)及陰極(pb)浸到電解液(稀硫酸)中，兩極間會產生2V的電力，這是根據鉛蓄電池原理，經由充放電，則陰陽極及電解液即會發生如下的變化：

(陽極)(電解液)(陰極)
pbO2+2H2SO4+pb--->pbSO4+2H2O+pbSO4(放電反應)
(過氧化鉛)(硫酸)(海綿狀鉛)

(陽極)(電解液)(陰極)
pbSO4+2H2O+pbSO4--->pbO2+2H2SO4+pb(充電反應)
(硫酸鉛)(水)(硫酸鉛)

1.放電中的化學變化
蓄電池連接外部電路放電時，稀硫酸即會與陰、陽極板上的活性物質產生反應,生成新化合物『硫酸鉛』。經由放電硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測得電解液中的硫酸濃度，亦即測其比重，即可得知放電量或殘余電量。

2.充電中的化學變化
由于放電時在陽極板，陰極板上所產生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內電解液的濃度逐漸增加,亦即電解液之比重上升，并逐漸回復到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質已還原到可以再度供電的狀態，當兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質時，即等于充電結束，而陰極板就產生氫，陽極板則產生氧，充電到最后階段時，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會減少，此時應以純水補充之。