清潔設(shè)備上的鉛酸蓄電池結(jié)構(gòu)和工作原理介紹

鉛酸蓄電池是一種廣泛應(yīng)用于電動車輛如洗地機(jī)、掃地機(jī)、工業(yè)吸塵器、高爾夫球車、巡邏車、汽車、UPS等領(lǐng)域的電池，鉛酸蓄電池是一種能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于多個電池單元的串聯(lián)組合，其主要組成有正極板、負(fù)極板、隔板和電解液。以下是鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)和工作原理：
一、鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)介紹：
　　鉛酸蓄電池由正極板、負(fù)極板、隔板和電解液組成。其中，正極板與負(fù)極板間隔板分隔，形成多個單獨(dú)的電池單元。每個電池單元包含一個正極和一個負(fù)極，它們之間隔著一層涵蓋氧化物電解液的玻璃纖維隔板，同時浸泡在電解液中。正極通常是由氧化物、過氧化物等高氧化態(tài)的物質(zhì)構(gòu)成，負(fù)極則是由低氧化態(tài)的物質(zhì)如鉛、鎘、鋅等構(gòu)成，電池的正負(fù)極共可稱作電池極性板。
二、鉛酸蓄電池的工作原理：
　　鉛酸蓄電池在充電時，通過將外部直流電源連接到電池正負(fù)極上，使得電池正極板表面產(chǎn)生還原反應(yīng)，即PbO2+2H++SO42-=PbSO4+2H2O （硫酸根離子是被恒定存在的）。同時，在負(fù)極板表面產(chǎn)生氧化反應(yīng)，即 Pb+SO42- + 2H2O = PbSO4 + 2H2↑（在負(fù)極板表面發(fā)生的反應(yīng)中放出了2個H+，而在正極表面則消耗了相同數(shù)量的H+，從而保持電池整體中硫酸根離子不變）。這一過程會使電池正極板表面的PbO2被還原為PbSO4，而負(fù)極板表面的Pb被氧化為PbSO4。兩個板之間的液態(tài)電解液輸送電荷，并控制反應(yīng)的速率。同時，在充電時，硫酸根離子一定會保持恒定濃度，形成一個基準(zhǔn)。
　　在放電時，電池正負(fù)極短路連接后，電荷通過外部電路流動到負(fù)極板上，發(fā)生反向反應(yīng)，即 PbSO4 + 2H2 = Pb + SO42- + 2H2O （此時的電壓產(chǎn)生大量的氫氣）。在同一時間，電荷從正極板處移動并參與還原反應(yīng)，即PbSO4 + 2H2O +2e-=Pb +2H++ SO42-. 化學(xué)反應(yīng)會再次將正極板和負(fù)極板上已經(jīng)生成的化合物轉(zhuǎn)化為混合化合物，繼續(xù)釋放出電能，造成電池的長效供電。當(dāng)電池內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)全部完成，電壓降至低于設(shè)定值的時候，電池自然無法再提供足夠的電能，因此需要進(jìn)行再次充電使硫酸根離子回到表面。