Ce este o baterie plumb-acid?

https://youtu.be/kNGg0P7B5fI

Bateria cu plumb acid este o baterie reîncărcabilă care folosește plumb și acid sulfuric pentru a juca un rol. Plumbul este scufundat în acid sulfuric pentru a permite reacții chimice controlate.

Această reacție chimică este cauza generării de energie a bateriei. Reacția este apoi inversată pentru a încărca bateria.

Materiale pentru baterii plumb-acid

Principalele materiale active necesare pentru construcția bateriilor plumb-acid sunt:

Peroxid de plumb (PbO2): material maro închis, dur și casant, formând o placă pozitivă.

Plumb de burete (Pb): Plumb pur sub condiția de burete moale formează placa negativă.

Acid sulfuric diluat (H2SO4): un acid puternic și un electrolit bun. Este foarte ionizat, iar cea mai mare parte a căldurii eliberate în timpul diluării provine din hidratarea ionilor de hidrogen. Pentru bateriile plumb acid cu apă: acid=3:1.

Cum funcționează bateriile plumb-acid?

Bateria cu plumb acid este realizată din placă cu electrod cu peroxid de plumb și placă cu electrod cu plumb burete scufundată în acid sulfuric diluat. Curentul este conectat extern între aceste plăci. În acidul sulfuric diluat, moleculele de acid se împart în ioni de hidrogen pozitivi (H plus ) și ioni de sulfat negativi (SO4 --). Când ajunge pe placa de PbO2, ionii de hidrogen primesc electroni de acolo și devin atomi de hidrogen, atacând din nou PbO2 și formând PbO și H2O (apă). Acest PbO reacționează cu H2SO4 pentru a forma PbSO4 și H2O (apă).

Ionii SO4 - (anionii) se deplasează la electrodul (anodul) conectat la polul pozitiv al sursei de curent continuu, unde vor renunța la electroni în exces și vor deveni radical liber SO4. Acest radical SO4 nu poate exista singur; Prin urmare, reacționează cu PbSO4 al anodului pentru a genera peroxid de plumb (PbO2) și acid sulfuric (H2SO4).

Când bateria este încărcată

Încărcarea este un proces de inversare a reacției electrochimice. Acesta transformă energia electrică din încărcător în energie chimică din baterie. Cu toate acestea, bateria nu stochează energie. Reține energia chimică necesară pentru a genera electricitate.

Dacă tensiunea încărcătorului este mai mare decât a bateriei, încărcătorul bateriei va inversa curentul. Încărcătorul generează prea mulți electroni pe placa negativă, iar ionii de hidrogen pozitivi sunt atrași de ei. Hidrogenul reacționează cu sulfatul de plumb pentru a genera acid sulfuric și plumb. Când cea mai mare parte a sulfatului dispare, hidrogenul se ridică din placa negativă. Oxigenul din apă reacționează cu sulfatul de plumb de pe placa pozitivă pentru a deveni din nou dioxid de plumb. Când reacția este pe cale să se finalizeze, din placa pozitivă se ridică bule de oxigen. Aceasta se numește sângerare.

Descărcare de sine

O caracteristică proastă a bateriilor cu plumb-acid este că se descarcă de la sine, chiar și atunci când nu sunt utilizate. Regula generală este rata de autodescărcare de un procent pe zi. Rata crește la temperatură ridicată și scade la temperatură scăzută.

Schimbarea electrolitului în bateria plumb-acid după încărcare și descărcare

Când bateria cu plumb este descărcată, acidul sulfuric din electrolit scade, conținutul de apă crește și greutatea specifică a soluției scade.

Când bateria plumb-acid este încărcată, acidul sulfuric din electrolit crește continuu, apa scade treptat, iar greutatea specifică a soluției crește.

De fapt, modificarea greutății specifice electrolitului determină starea de încărcare a bateriei cu plumb-acid. Acesta este motivul pentru care este important să udați constant bateria pentru a vă asigura că profitați la maximum de ea.