铅酸蓄电池的工作原理基于电化学过程,主要包括充电和放电两个阶段。12
在放电阶段,铅酸蓄电池的正极(二氧化铅)和负极(海绵状铅)与电解液(稀硫酸)发生反应,生成硫酸铅。正极反应为:
[ \text{PbO}_2 + 4\text{H}^+ + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{e}^- = \text{PbSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} ]
负极反应为:
[ \text{Pb} + \text{SO}_4^{2-} - 2\text{e}^- = \text{PbSO}_4 ]
总反应为:
[ \text{PbO}_2 + \text{Pb} + 2\text{H}_2\text{SO}_4 = 2\text{PbSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} ]
在充电阶段,通过外部电源提供电能,使硫酸铅重新转化为二氧化铅和海绵状铅,电解液中的硫酸浓度逐渐恢复。正极反应为:
[ \text{PbSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{PbSO}_4 = \text{PbO}_2 + 2\text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Pb} ]
负极反应为:
[ \text{PbSO}_4 + \text{SO}_4^{2-} - 2\text{e}^- = \text{Pb} + 2\text{SO}_4^{2-} ]
通过这些反应,铅酸蓄电池能够实现电能的储存和释放。