GOLBAL蓄电池电化学反应和电量的形成

GOLBAL蓄电池电化学反应和电量的形成

充电时：负极反应：PbSO+2e=Pb+SO。正极反应：PbSO+2HO=PbO+2e-+4H++SO-。铅酸电池的基本结构是将二氧化铅和金属铅制成的电极插入到稀硫酸溶液中。

铅酸电池它以海绵状的铅作为负极，二氧化铅作为正极，用硫酸水溶液作为电解液，它们共同参与电池的电化学反应。当电路接通时，正极的二氧化铅得到电子变成硫酸铅，而负极的铅失去电子，也变成硫酸铅。
 

在描述这些过程时，通常考虑所谓的分子量，因为单个原子或分子的重量小的让人难以想象，而且也无法用仪器进行称重，所以在实际计算时，都使用它的倍数。在这里，一切都是基于我们能想象得到的，也是自然界中最轻的物质-氢来考虑的（精确的定义略有不同，但是几乎没有任何其他的数值了）。

 

 

因为铅原子是氢原子重量的207倍，铅就用207g，二氧化铅分子重量是氢原子重量的239倍，二氧化铅就用239g。

 

 

纯硫酸是氢的88倍，因为正极、负极反应都需要硫酸，所以硫酸应该加倍，即196g。

 

 

如果我们给电池加负载使其放电，那么就会从硫酸中分离出一个SO₂分子（见上图）（说一个SO₂分子是不精确的，应该是SO₄，前者用以表示物质平衡）和正极的二氧化铅结合，形成分子量为303的硫酸铅（PbSO₄）303g。在负极发生相似的过程，但是在这里从硫酸中分离出的SO₄必须和负极的铅结合，同样生成PbSO₄。如果一方面从硫酸中得到SO₂，另一方面得到SO₄，就会剩下水，为36g。

 

 

在放电过程中的任一时刻，总重量都是相同的，即642g，但单个物质的重量是变化的。这样，正极材料比原来重了约27%，负极材料比原来重了约46%，电解液的重量则相应减少。

 

 

当发生上述物质变化时，可以从电池中得到2法拉第的电量，即我们在实际测量时的53.6Ah。我们当然不能说给定了这一重量，电池就能放出53.6Ah容量。但是，可以知道，对于一个给定尺寸的电池，通过一定物质总量的转换，可以得到53.6Ah的电量。实际操作中，活性物质是不可能100%进行转换的，因为在反应末期的产品（即硫酸盐）就不再导电了。