鉛蓄電池の充電原理

鉛蓄電池のアノード (PbO2) とカソード (Pb) は電解液 (希硫酸) に浸されており、両極間に 2V の電気が発生します。これは鉛蓄電池の原理に基づいています。充電と放電により、アノード、カソード、および電解液は次の変化を受けます: (アノード) (電解液) PbO2+2H2SO4+Pb=PbSO4+2H2O+ PbSO4 (放電反応) (二酸化鉛) (硫酸) (スポンジ状の鉛)。 PbO2 中の Pb の価数が減少し、還元され、マイナス電荷が流れます。スポンジ状の鉛の中ではPbの価数が上がり、プラスの電荷が流れます。 (陽極) (電解液) (陰極) PbSO4+2H2O+PbSO4=PbO2+2H2SO4+Pb (充電反応) (通電条件下である必要があります) (硫酸鉛) (水) (硫酸鉛) 最初の硫酸鉛は鉛の価数が増加し、酸化され、正極に正に帯電する。第二硫酸鉛中の鉛の価数が減少して還元され、負極にマイナス電荷が流れ込みます。
1. 放電中の化学変化: バッテリーが放電のために外部回路に接続されると、希硫酸がアノードおよびカソードプレート上の活性物質と反応して、新しい化合物である硫酸鉛が生成されます。放電により電解液から硫酸成分が放出され、放電が長くなるほど硫酸濃度は薄くなります。消費される成分は吐出量に比例します。電解液中の硫酸の濃度、つまり比重を測定すれば、放電量や残量を知ることができる。
2. 充電時の化学変化：放電時に陽極板と陰極板に生成した硫酸鉛が充電中に分解されて硫酸、鉛、二酸化鉛に還元されると、電池内の電解液の濃度が徐々に増加します。電解液の比重が増加し、徐々に放電前の濃度に戻ります。この変化は、バッテリー内の活性物質が再び電力を供給できる状態に変換されたことを示します。両極の硫酸鉛が元の活性物質に変換されると充電が終了し、カソード板では水素が発生し、アノード板では酸素が発生します。充電の最終段階では、ほとんど水の電気分解に電流が使われるため、電解液が減ってしまいます。このとき純水を補充してください。