第二节 蓄电池的工作原理

1.工作原理

蓄电池充放电过程（即工作过程）就是化学能与电能相互转化的过程：当蓄电池向外供电时，将化学能转化为电能；而当蓄电池与外部直流电源相连并进行充电时，将电能转化为化学能，如图1-7所示。

图1-7 蓄电池工作原理图

根据双硫化理论，铅蓄电池正极板上的活性物质（参与化学反应的物质）是二氧化铅，负极板上的活性物质是海绵状铅，电解液是硫酸的水溶液。放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb都变成PbSO4，电解液中的H2SO4减少，密度减小。充电时按相反的方向变化，正、负极板上的PbSO4分别变成原来的PbO2和Pb，电解液中的H2SO4增加，密度增大。总的反应式如下：

2.放电过程

蓄电池与外电路接通后，在极板电位差的作用下，电流从正极流出，经过灯泡流回负极，使灯泡通电发光。在蓄电池放电过程中，正极板活性物质由PbO2转变为PbSO4，负极板上的活性物质由Pb也转变为PbSO4，电解液消耗H2SO4生成H2O，电解液密度逐渐下降，放电过程如图1-8所示。

3.充电过程

把放电后的蓄电池接一直流电源，使蓄电池正极连接直流电源的正极，蓄电池的负极连接直流电源的负极，当外加电源电压高于蓄电池电动势时，电源电流将以与放电电流相反的方向流过蓄电池，使蓄电池正、负极板发生电化学反应，对蓄电池进行充电。在铅蓄电池充电过程中，正极板活性物质由PbSO4转变为PbO2，负极板上的活性物质由PbSO4转变为Pb，电解液中消耗了H2O，生成了H2SO4，电解液密度逐渐上升。只要充电过程进行，上述电化学反应就不断进行。当极板上的物质全部转变完成后，蓄电池就充足了电，充电过程如图1-9所示。

图1-8 放电过程

图1-9 充电过程