
【電】 lead-acid cell
lead
【醫】 molybd-; molybdo-; Pb; plumbi; plumbum
acerbity; ache; acid; grieved; pedantic; sour; tartness
【化】 acid
【醫】 acidum
battery; cell; pile
【化】 cell; electric cell; electric cells; element; galvanic element
【醫】 battery; battery cells; electric battery
鉛酸電池(Lead-Acid Battery)是一種通過電化學反應實現電能與化學能相互轉換的儲能裝置,其名稱源于主要成分鉛(Pb)和酸性電解液。以下是其核心特征的詳細解釋:
1. 結構與組成
鉛酸電池的正極活性物質為二氧化鉛(PbO₂),負極活性物質為海綿狀鉛(Pb),電解液為稀釋的硫酸溶液(H₂SO₄)。電池殼體通常采用耐腐蝕材料如聚丙烯,極闆間用微孔隔闆防止短路。
2. 電化學原理
放電時,正負極與電解液發生以下反應:
$$
text{正極:PbO₂ + H₂SO₄ + 2H⁺ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O}
$$
$$
text{負極:Pb + H₂SO₄ → PbSO₄ + 2H⁺ + 2e⁻}
$$
總反應式為:
$$
text{Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O}
$$
充電時反應逆向進行,實現能量存儲。
3. 應用領域
4. 技術特性
鉛酸電池标稱電壓為2V/單體,循環壽命約200-500次(深度放電條件下),能量密度30-50 Wh/kg。其低溫性能優異,可在-40℃環境工作,但存在重量大、充電速度慢的局限性。
5. 曆史與發展
法國物理學家Gaston Planté于1859年發明首個實用鉛酸電池,1881年Camille Alphonse Faure改進極闆塗膏工藝,奠定現代鉛酸電池基礎。該技術至今仍占據全球二次電池市場約50%份額。
鉛酸電池是一種以鉛及其氧化物為電極材料、硫酸溶液為電解液的蓄電池,其核心特性與工作原理如下:
鉛酸電池的正極材料為二氧化鉛(PbO₂),負極是海綿狀鉛(Pb),電解液為稀硫酸(H₂SO₄)。放電時,正負極均生成硫酸鉛(PbSO₄);充電時則恢複為原始材料,實現可逆化學反應。其單格标稱電壓為2V,常通過串聯組成12V、24V等規格電池組。
單格鉛酸電池的電壓範圍:
優點 | 缺點 |
---|---|
成本低廉(約锂電池1/3) | 能量密度低(30-50Wh/kg) |
安全性高(不易燃爆) | 循環壽命短(約500次) |
可修複性(支持以舊換新) | 重量大(16-30kg) |
耐沖擊性強 | 環境污染風險(含鉛和硫酸) |
1859年由法國科學家普蘭特發明,是曆史最悠久的二次電池技術。盡管存在能量密度低等缺陷,但憑借成熟工藝和低成本,仍在交通、電力、通信等領域廣泛應用。
維護提示:需避免長期虧電,定期檢查電解液液位,防止硫酸鹽化結晶導緻容量下降。
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