
【电】 lead-acid cell
lead
【医】 molybd-; molybdo-; Pb; plumbi; plumbum
acerbity; ache; acid; grieved; pedantic; sour; tartness
【化】 acid
【医】 acidum
battery; cell; pile
【化】 cell; electric cell; electric cells; element; galvanic element
【医】 battery; battery cells; electric battery
铅酸电池(Lead-Acid Battery)是一种通过电化学反应实现电能与化学能相互转换的储能装置,其名称源于主要成分铅(Pb)和酸性电解液。以下是其核心特征的详细解释:
1. 结构与组成
铅酸电池的正极活性物质为二氧化铅(PbO₂),负极活性物质为海绵状铅(Pb),电解液为稀释的硫酸溶液(H₂SO₄)。电池壳体通常采用耐腐蚀材料如聚丙烯,极板间用微孔隔板防止短路。
2. 电化学原理
放电时,正负极与电解液发生以下反应:
$$
text{正极:PbO₂ + H₂SO₄ + 2H⁺ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O}
$$
$$
text{负极:Pb + H₂SO₄ → PbSO₄ + 2H⁺ + 2e⁻}
$$
总反应式为:
$$
text{Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O}
$$
充电时反应逆向进行,实现能量存储。
3. 应用领域
4. 技术特性
铅酸电池标称电压为2V/单体,循环寿命约200-500次(深度放电条件下),能量密度30-50 Wh/kg。其低温性能优异,可在-40℃环境工作,但存在重量大、充电速度慢的局限性。
5. 历史与发展
法国物理学家Gaston Planté于1859年发明首个实用铅酸电池,1881年Camille Alphonse Faure改进极板涂膏工艺,奠定现代铅酸电池基础。该技术至今仍占据全球二次电池市场约50%份额。
铅酸电池是一种以铅及其氧化物为电极材料、硫酸溶液为电解液的蓄电池,其核心特性与工作原理如下:
铅酸电池的正极材料为二氧化铅(PbO₂),负极是海绵状铅(Pb),电解液为稀硫酸(H₂SO₄)。放电时,正负极均生成硫酸铅(PbSO₄);充电时则恢复为原始材料,实现可逆化学反应。其单格标称电压为2V,常通过串联组成12V、24V等规格电池组。
单格铅酸电池的电压范围:
优点 | 缺点 |
---|---|
成本低廉(约锂电池1/3) | 能量密度低(30-50Wh/kg) |
安全性高(不易燃爆) | 循环寿命短(约500次) |
可修复性(支持以旧换新) | 重量大(16-30kg) |
耐冲击性强 | 环境污染风险(含铅和硫酸) |
1859年由法国科学家普兰特发明,是历史最悠久的二次电池技术。尽管存在能量密度低等缺陷,但凭借成熟工艺和低成本,仍在交通、电力、通信等领域广泛应用。
维护提示:需避免长期亏电,定期检查电解液液位,防止硫酸盐化结晶导致容量下降。
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