
【化】 lead accumulator; lead battery; lead storage battery
鉛蓄電池(Lead-Acid Battery)是一種基于電化學氧化還原反應的儲能裝置,其核心由鉛(Pb)和二氧化鉛(PbO₂)電極及硫酸(H₂SO₄)電解液構成。以下是其關鍵特性的專業解析:
電化學原理
鉛蓄電池放電時,負極鉛被氧化為硫酸鉛(PbSO₄),正極二氧化鉛被還原為硫酸鉛,同時釋放電能。充電過程通過外部電流使硫酸鉛逆向轉化為鉛和二氧化鉛。化學反應式如下:
$$
text{放電:Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O}
$$
(來源:《電化學工程基礎》
結構組成
典型鉛蓄電池包含多個串聯的2V單格電池單元,每個單元由鉛合金栅闆支撐的活性物質、多孔隔闆及38%濃度硫酸電解液組成,殼體多采用抗腐蝕聚丙烯材料(來源:美國能源部電池技術手冊。
應用領域
作為最成熟的二次電池技術,廣泛用于汽車啟動照明點火系統(SLI)、不間斷電源(UPS)及可再生能源儲能。其循環壽命可達500次(20%放電深度),體積能量密度約40Wh/L(來源:國際電工委員會标準IEC 60896。
維護要求
需定期檢查電解液比重(1.26-1.28 g/cm³),避免過度放電導緻電極硫酸鹽化。閥控式鉛酸電池(VRLA)采用氧氣複合技術實現免維護運行(來源:《先進電池材料》期刊。
鉛蓄電池是一種通過電化學反應實現電能存儲與釋放的裝置,以下從多個維度進行詳細解釋:
鉛蓄電池(又稱鉛酸蓄電池)是一種電極由鉛及其氧化物構成、電解液為硫酸溶液的二次電池。放電時,正極活性物質為二氧化鉛(PbO₂),負極為海綿狀鉛(Pb);充電時正負極均轉化為硫酸鉛(PbSO₄)。
主要部件包括:
類型 | 特點 | 應用場景 |
---|---|---|
開口型 | 需定期注酸維護,成本較低 | 工業設備 |
閥控型 | 免維護,采用氧氣重組技術 | 汽車/摩托車啟動 |
幹荷電型 | 預先充電,即裝即用 | 應急電源設備 |
免維護型通過密封設計和氣體複合技術,壽命可達4年。
充放電過程遵循化學反應: $$ text{放電:PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O} $$ $$ text{充電:2PbSO₄ + 2H₂O → PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄} $$ 電解液濃度隨充放電狀态變化,放電時密度降低。
主要應用于汽車啟動(占比約80%)、UPS不間斷電源、電動自行車等場景。盡管存在體積重量較大的局限,但憑借高可靠性和低成本優勢,仍是交通工具電源的主流選擇。
注:如需更詳細的技術參數或曆史發展信息,可參考、7、8等來源。
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