2024年中級通信動力與環(huán)境背誦本：鉛酸蓄電池的工作原理

希賽網(wǎng)為考生整理了2024年中級通信工程師動力與環(huán)境背誦本，以下為2024年中級通信工程師動力與環(huán)境背誦本知識點：鉛酸蓄電池的工作原理。

鉛蓄電池正極板上的活性物質(zhì)是（   ），負極板上的活性物質(zhì)是（   ）。在稀硫酸溶液中，由于電化學作用，正負極板與電解液之間分別產(chǎn)生了電極電位，正負兩極間電位差就是蓄電池的（   ）。

稀硫酸在水中被電離為氫離子（H+）和硫酸離子（SO42-）。當負極板侵入硫酸溶液后，負極板的鉛的二價離子進入溶液，在板極上留下能夠自動移動的電子，因而負極帶負電。同樣，正極板上的二氧化鉛與稀硫酸作用，產(chǎn)生四價（Pb4+）留在極板上，使正極板帶正電，這樣在電池的兩極上產(chǎn)生了電勢。

1．電化學反應(yīng)原理

鉛酸蓄電池的電化學反應(yīng)原理是，充電時將電能轉(zhuǎn)化為化學能，在電池內(nèi)儲存起來，放電時將化學能轉(zhuǎn)化電能供給外系統(tǒng)。

放電：是蓄電池將儲存的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟蛲怆娐份敵龅倪^程。如圖3-5所示，此時正極板上的活性物質(zhì)二氧化鉛（PbO2）和負極板上的活性物質(zhì)鉛（Pb）分別與電解質(zhì)稀硫酸（H2 SO4）發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)，生成硫酸鉛（PbSO4）和水（H2 O）。

表3-5 鉛酸蓄電池的放電示意圖

充電：利用外來直流電源（整流器，其輸出的正、負端應(yīng)分別與蓄電池的正、負極相連）向蓄電池輸送電能，它是放電的逆過程，此時蓄電池將電能轉(zhuǎn)化為化學能存儲起來，如圖3-6所示。在此過程中正，負極板上的硫酸鉛（PbSO_4）和水（H_2 O）在電流的作用下在正極發(fā)生氧化反應(yīng)。在負極發(fā)生還原反應(yīng)，還原出極板上的活性物質(zhì)二氧化鉛（PbO_2）和Pb，同時存在水分解反應(yīng)，充電到末期時正極開始析出（   ），負極開始析出氫氣。

表3-6 鉛酸蓄電池的充電示意圖

2．副反應(yīng)

蓄電池放電至放電終止電壓時，應(yīng)停止放電。否則，蓄電池過量放電，容易使極板硫酸鹽化，充電時極板上活性物質(zhì)能恢復(fù)，將導(dǎo)致蓄電池容量減少，壽命縮短。所謂放電終止電壓（也稱為放電終了電壓）是指蓄電池以一定的放電率放電至能再反復(fù)充放電正常使用的最低電壓。

鉛蓄電池在充電后期，由于正負極板的活性物質(zhì)大部分已經(jīng)恢復(fù)，若再繼續(xù)充電，充電電流會起分解水的作用，使正極析出氧氣，負極析出氫氣。水的分解使電解液減少，同時浪費了電能，縮短了蓄電池的使用壽命。因此，在充電后期必須減小充電電流，減緩冒氣的劇烈程度，以延長電池的壽命。

3．鉛酸蓄電池型號

根據(jù)國家標準JB/T259—2012，我國鉛酸蓄電池型號由3部分組成，分別是：串聯(lián)的單體電池數(shù)、電池的類型與特征、額定容量。如圖3-7所示。

圖3-7 鉛酸蓄電池的型號命名方法