鉛蓄電池とは？

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鉛蓄電池は、鉛と硫酸を利用した二次電池です。 鉛は、制御された化学反応を可能にするために硫酸に浸されます。

この化学反応がバッテリー発電の原因です。 次に、反応が逆になり、バッテリーが充電されます。

鉛蓄電池用材料

鉛蓄電池の構築に必要な主な活物質は次のとおりです。

過酸化鉛 (PbO2): 暗褐色で硬くてもろい物質で、陽極板を形成します。

スポンジ鉛 (Pb): 柔らかいスポンジの状態で純鉛が陰極板を形成します。

希硫酸 (H2SO4): 強酸で電解質に優れています。 高度にイオン化されており、希釈中に放出される熱のほとんどは水素イオンの水和によるものです。 水を含む鉛蓄電池の場合:酸=3:1。

鉛蓄電池はどのように機能しますか?

鉛蓄電池は、過酸化鉛電極板とスポンジ鉛電極板を希硫酸に浸したものです。 電流はこれらのボード間で外部接続されます。 希硫酸では、酸分子が正の水素イオン (H plus ) と負の硫酸イオン (SO4 --) に分裂します。 PbO2板に到達すると、水素イオンはそこから電子を受け取って水素原子となり、再びPbO2を攻撃してPbOとH2O（水）を生成します。 この PbO は H2SO4 と反応して、PbSO4 と H2O (水) を形成します。

SO4 - イオン (陰イオン) は、DC 電源の正極に接続された電極 (陽極) に移動し、そこで余分な電子を放出してフリーラジカル SO4 になります。 このラジカル SO4 は単独では存在できません。 そのため、陽極の PbSO4 と反応して過酸化鉛 (PbO2) と硫酸 (H2SO4) を生成します。

バッテリーが充電されている場合

充電は、電気化学反応を逆転させるプロセスです。 充電器からの電気エネルギーをバッテリーの化学エネルギーに変換します。 ただし、バッテリーは電力を蓄えません。 電気を生成するために必要な化学エネルギーを保持します。

充電器の電圧がバッテリーよりも高い場合、バッテリー充電器は電流を逆流させます。 充電器は陰極板で過剰な電子を生成し、正の水素イオンがそれらに引き寄せられます。 水素は硫酸鉛と反応して硫酸と鉛を生成します。 硫酸塩がほとんどなくなると、陰極板から水素が発生します。 水中の酸素が正極板の硫酸鉛と反応して再び二酸化鉛になります。 反応が終わろうとしているとき、陽極板から酸素の泡が立ち上る。 これを出血といいます。

自己放電

鉛酸バッテリーの悪い点は、使用していなくても自然に放電することです。 一般的な経験則は、1 日あたり 1% の自己放電率です。 その割合は高温で増加し、低温で減少します。

充放電後の鉛蓄電池の電解液の変化

鉛バッテリーが放電すると、電解液中の硫酸が減少し、水分が増加し、溶液の比重が減少します。

鉛蓄電池が充電されると、電解液中の硫酸が連続的に増加し、水が徐々に減少し、溶液の比重が増加します。

実際、電解液の比重の変化が鉛蓄電池の充電状態を決定します。 これが、バッテリーを最大限に活用するために、バッテリーに常に水をまくことが重要である理由です。