化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫化學(xué)電池,一般簡稱為電池。放電后,能夠用充電的方式使內(nèi)部活性物質(zhì)再生——把電能儲存為化學(xué)能;需要放電時再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。將這類電池稱為蓄電池(Storage Battery),也稱二次電池。
所謂蓄電池即是貯存化學(xué)能量,于必要時放出電能的一種電氣化學(xué)設(shè)備。
它用填滿海綿狀鉛的鉛基板柵(又稱格子體)作負(fù)極,填滿二氧化鉛的鉛基板柵作正極,并用密度1.26--1.33g/mlg/ml的稀硫酸作電解質(zhì)。電池在放電時,金屬鉛是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),生成硫酸鉛;二氧化鉛是正極,發(fā)生還原反應(yīng),生成硫酸鉛。電池在用直流電充電時,兩極分別生成單質(zhì)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。鉛蓄電池能反復(fù)充電、放電,它的單體電壓是2V,電池是由一個或多個單體構(gòu)成的電池組,簡稱蓄電池,常見的是6V,其它還有2V、4V、8V、24V蓄電池。如汽車上用的蓄電池(俗稱電瓶)是6個鉛蓄電池串聯(lián)成12V的電池組。
化學(xué)原理
方程式如下:
總反應(yīng):Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)可逆符號2PbSO4(s)+2H2O(l)
放電時:負(fù) Pb(s)-2e-+SO42-(aq)=PbSO4(s)
正 PbO2(s)+2e-+SO42-(aq)+4H+(aq)=PbSO4(s)+2H2O(l)
總 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
充電時 電解池
陰極 PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)
陽極 PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=Pbo2(s)+SO42-(aq)+4H+(a
注(充電時陰極為放電時負(fù)極)
蓄電池是世界上廣泛使用的一種化學(xué)“電源”,具有電壓平穩(wěn)、可靠、價格低廉、適用范圍廣、原材料豐富和回收再生利用率高等優(yōu)點(diǎn),是世界上各類電池中產(chǎn)量、用途廣的一種電池。
科技的發(fā)展、人類生活質(zhì)量的提高,石油資源面臨危機(jī)、地球生態(tài)環(huán)境日益惡化,形成了新型二次電池及相關(guān)材料領(lǐng)域的科技和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的雙重社會背景。市場的迫切需求,使新型二次電池應(yīng)運(yùn)而生。其中,高能鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池、鎳鋅電池、免維護(hù)鉛酸電池、鉛布電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池等新型二次電池備受青睞,在中國得到廣泛應(yīng)用,形成產(chǎn)業(yè)并迅猛發(fā)展。