铅酸电池的工作原理是怎样的,铅酸蓄电池工作原理图分解图

化学电池是一种贮存化学能量，在使用时化学能又转化为电能的电气化学设备。有蓄电池、锂离子电池、氢燃料电池。本文只谈常用的电池：铅酸蓄电池和锂离子电池。

看外表，一组电池上一般都标有类似“60V20Ah”，表示的意义：该电池的额定电压为60V，当放电电流为20A时，放电时间为1小时（h），当放电电流为10A时，放电时间为2小时（h），当放电电流为5A时，放电时间为4小时（h），以此类推。具体放电电流的大小，由电池下连接的负载（用电器）功率决定的。该电池下所能连接的最大负载功率是60v×20A，即1200W（瓦）。超过这个功率，会损坏电池或者不能启动。该电池充电一次，储存最多电能为1.2Kw×1h，即1.2度电。同理，可以理解锂离子电池4000mAh的意义。

铅酸蓄电池的主要构成部分如下:

电解液(稀硫酸)：硫酸H2SO4 和水 H2O (约37%)。铅蓄电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会产生2V的电压，即单个的蓄电池电压为2v。蓄电池组的电压值为2的倍数，如一节2×6=12v、一组1×12=12v、2×12=24v、4×12=48 v、5×12=60v等。

充放电时，阴阳极和电解液就会发生如下的变化:

过氧化铅(阴极) 2硫酸(电解液) 海绵状铅(阳极) --->硫酸铅 2水 硫酸铅。这是放电反应。

过氧化铅（PbO2）中的Pb得到电子，化合价降低，被还原。海绵状铅中Pb的失去电子，被氧化，化合价升高。

硫酸铅(阳极) 2水(电解液) 硫酸铅(阴极) --->过氧化铅 2硫酸 铅 。这是充电反应。

第一个硫酸铅中的铅，失去电子，化合价升高，被氧化。第二个硫酸铅中的铅，得到电子，化合价降低，被还原。正极板上缺少电子，负极板上多余电子，两极板间就产生了一定的电位差，这就是电池的电动势。

当蓄电池连接外部电路放电时，稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应，生成新的化合物硫酸铅，硫酸的浓度越来越稀薄，只要测得电解液中的硫酸浓度或其密度，就可得知放电量或残余电量。

当电池充电时，在阴极板上产生的硫酸铅会被分解还原成硫酸、铅、过氧化铅，因此，电池内部的电解液浓度逐渐增加，电解液的密度上升，并回复到放电前的浓度，活性物质可还原到再度供电的状态，充电结束。

由于阴极板产生氢，阳极板产生氧，电池到最后阶段时，消耗的电能都用于水的电解，电解液会减少，应补充纯水，汽车电池一般加密度为1.28左右的稀硫酸。电池的液口栓就是排出充电时所产生的气体、补充纯水、测定密度之用。

电解液的密度以20℃时的值为标准，电动车用的蓄电池完全充电时，电解液的标准密度为1.280(×10∧3kg/m∧3)。蓄电池电解液的密度与蓄电池荷电状况:充足的电池：1.2750-1.2。放电量为30% ，1.170-1.190。放电量为100%，1.050-1.070。

汽车蓄电池的电解液消耗过快，一般是由于轿车行驶中的震动使电解液溅出，或因电解液大量蒸发所致。如果发现蓄电池电解液消耗过快，应检查蓄电池外壳有无破裂，塞子是否旋紧，盖子四周封口胶有无裂缝。汽车蓄电池超过一个月不用，应断开蓄电池负极电缆。

蓄电池长时间处于过充电状态，会引起蓄电池温度升高，电解液沸腾，产生大量的气泡向外蒸发，使电解液消耗过快。

顺便说一下锂电池，锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。锂离子电池有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)两类。

锂离子电池，没有记忆效应。能量密度大，循环充放电次数多。可快速充放电、充电效率高达100%。自放电每月在10%以下，使用寿命长。工作温度范围宽（-20℃～60℃）。平均输出电压高且输出功率大。没有环境污染，被视为绿色电池。

锂离子电池电化学反应机理。锂离子电池主要由正极、负极、电解液及隔膜组成，外加正负极引线，安全阀等。各种锂离子电池的工作原理大致相同。充电时，锂离子从正极材料中脱嵌，经过隔膜和电解液，嵌入到负极材料中，放电过程相反。

锂离子电池总反应：LiCoO2 6C=Li1-xCoO2 LixC6。

聚合物锂离子电池，其实是锂离子电池的一种，只是隔膜和包装材料不同，实质上也是一种锂离子电池。聚合物锂离子电池，能量密度更高，可以小型化、薄型化，安全性高，循环次数多。未来2～3年内，聚合物锂电池将逐渐取代锂离子电池。

铅酸电池的工作原理是什么？

铅酸电池是一种使用最广泛的电池，它以海绵状的铅作为负极，二氧化铅作为正极，我们把这二种物质称为活性物质，用硫酸水溶液作为电解液，它们共同参与电池的电化学反应。
铅酸电池的化学反应原理如下
负极反应：pb+hso4-
pbso4+h++2e
正极反应：pbo2+2e+hso4-+3h+
pbso4+2h2o
电极反应：pbo
2
+2
h+
+2hso
4-
+pb
2pb
2
so
4
+2
h
2
o
充电状态
放电状态
从上述反应原理可以看到，在放电时，正负极材料都与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅，所以叫"双硫酸盐化反应"。在正常情况下，所生成的硫酸铅结构疏松，并且其晶体非常细小，电化学活性很高，这种活性很高的硫酸铅在充电时可以在电流作用下重新生成正极的二氧化铅和负极的海绵状铅。通过这种稳定的可逆过程，电池实现了储存电能和释放电能的作用

铅酸电池的工作原理是什么？

铅酸电池是一种使用最广泛的电池，它以海绵状的铅作为负极，二氧化铅作为正极，我们把这二种物质称为活性物质，用硫酸水溶液作为电解液，它们共同参与电池的电化学反应。
铅酸电池的化学反应原理如下
负极反应：Pb+HSO4-
PbSO4+H++2e
正极反应：PbO2+2e+HSO4-+3H+
PbSO4+2H2O
电极反应：PbO
2
+2
H+
+2HSO
4-
+Pb
2Pb
2
SO
4
+2
H
2
O
充电状态
放电状态
从上述反应原理可以看到，在放电时，正负极材料都与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅，所以叫"双硫酸盐化反应"。在正常情况下，所生成的硫酸铅结构疏松，并且其晶体非常细小，电化学活性很高，这种活性很高的硫酸铅在充电时可以在电流作用下重新生成正极的二氧化铅和负极的海绵状铅。通过这种稳定的可逆过程，电池实现了储存电能和释放电能的作用