铅酸电池是一种通过化学反应实现电能存储与释放的蓄电池,其工作原理基于氧化还原反应,具体如下:
放电过程(释放电能)
• 负极(铅板):铅(Pb)失去电子,与电解液中的硫酸根离子(SO₄²⁻)结合,生成硫酸铅(PbSO₄),反应式为:Pb - 2e⁻ + SO₄²⁻ → PbSO₄。
• 正极(二氧化铅板):二氧化铅(PbO₂)得到电子,与电解液中的氢离子(H⁺)和硫酸根离子(SO₄²⁻)反应,生成硫酸铅(PbSO₄)和水(H₂O),反应式为:PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O。
• 总反应:Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ → 2PbSO₄ + 2H₂O(电解液硫酸浓度降低)。
充电过程(储存电能)
外接电源时,反应逆向进行:
• 总反应:2PbSO₄ + 2H₂O → Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄(电解液硫酸浓度升高,恢复电量)。
简言之,铅酸电池通过正负极材料与硫酸电解液的化学反应,实现电能和化学能的相互转化。