Принцип работы герметизированных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей

1. Основные электрохимические принципы

Процесс зарядки и разрядки необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов основан на электрохимических окислительно-восстановительных реакциях. При разрядке металлический свинец является отрицательным полюсом, происходит реакция окисления, формула электродной реакции Pb +SO42-===PbSO4+ 2e-; диоксид свинца является положительным полюсом, происходит реакция восстановления, формула электродной реакции PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O, и химическая энергия преобразуется в электрическую. При зарядке под действием внешнего источника питания реакция протекает в обратном направлении, электрическая энергия преобразуется в химическую энергию, а сульфат свинца окисляется до диоксида свинца и восстанавливается до свинца на положительном и отрицательном электродах соответственно, восстанавливая батарею до исходного состояния.

2. Принцип кислородного цикла

Необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы обычно используют технологию катодной абсорбционной герметизации. На поздней стадии зарядки на положительном электроде будет вырабатываться кислород. Благодаря конструкции внутренней структуры аккумулятора кислород может быстро диффундировать к отрицательному электроду и реагировать со свинцом на отрицательном электроде, образуя сульфат свинца, который подавляет образование водорода и уменьшает разложение воды, тем самым снижая расход электролита.

3. Принцип материала и структуры

Использование решетчатой ​​рамы из свинцово-кальциевого сплава по сравнению с традиционной решетчатой ​​рамой из свинцово-сурьмянного сплава позволяет изменять обратную электродвижущую силу аккумулятора после полной зарядки, уменьшать ток перезаряда и снижать скорость газификации жидкости, тем самым уменьшая потерю электролита. В то же время аккумулятор имеет герметичную конструкцию, например, герметичный свинцово-кислотный аккумулятор с клапанным регулированием оснащен односторонним клапаном. Когда внутреннее давление превышает определенное значение, клапан открывается, чтобы выпустить газ, а затем автоматически закрывается, предотвращая попадание внешнего воздуха, что также позволяет избежать утечки электролита и большого количества выделяющегося сернокислотного газа.

4. Принцип конструкции с обедненной жидкостью

Некоторые из необслуживаемых свинцово-кислотных аккумуляторов имеют обедненную конструкцию, в которой кислота адсорбируется на специальных перегородках (таких как перегородки из асбеста или стекловолокна) между пластинами, что позволяет избежать образования кислотного тумана и большого количества газов из-за потока электролита во время зарядки и разрядки традиционных аккумуляторов, а также снижает истощение электролита и загрязнение окружающей среды.