Vad är ett blybatteri?

https://youtu.be/kNGg0P7B5fI

Blybatteri är ett uppladdningsbart batteri som använder bly och svavelsyra för att spela en roll. Bly är nedsänkt i svavelsyra för att möjliggöra kontrollerade kemiska reaktioner.

Denna kemiska reaktion är orsaken till att batteriet genereras. Reaktionen vänds sedan för att ladda batteriet.

Material för bly-syra batterier

De viktigaste aktiva materialen som krävs för att bygga blybatterier är:

Blyperoxid (PbO2): mörkbrunt, hårt och sprött material som bildar en positiv platta.

Blysvamp (Pb): Rent bly under tillståndet av mjuk svamp bildar den negativa plattan.

Utspädd svavelsyra (H2SO4): en stark syra och bra elektrolyt. Det är starkt joniserat, och det mesta av värmen som frigörs under utspädning kommer från hydratisering av vätejoner. För blybatterier med vatten: syra=3:1.

Hur fungerar blybatterier?

Blysyrabatteri är tillverkat av blyperoxidelektrodplatta och svampblyelektrodplatta nedsänkt i utspädd svavelsyra. Strömmen är externt ansluten mellan dessa kort. I utspädd svavelsyra delas syramolekyler i positiva vätejoner (H plus ) och negativa sulfatjoner (SO4 --). När den når PbO2-plattan tar vätejoner emot elektroner därifrån och blir till väteatomer, attackerar PbO2 igen och bildar PbO och H2O (vatten). Detta PbO reagerar med H2SO4 för att bilda PbSO4 och H2O (vatten).

SO4 --joner (anjoner) rör sig till elektroden (anoden) som är ansluten till den positiva polen på DC-strömförsörjningen, där de kommer att avstå från överflödiga elektroner och bli fri radikal SO4. Denna radikala SO4 kan inte existera ensam; Därför reagerar den med PbSO4 från anoden för att generera blyperoxid (PbO2) och svavelsyra (H2SO4).

När batteriet är laddat

Laddning är en process för att vända elektrokemisk reaktion. Den omvandlar elektrisk energi från laddaren till kemisk energi i batteriet. Batteriet lagrar dock inte ström. Den behåller den kemiska energi som behövs för att generera elektricitet.

Om laddarens spänning är högre än batteriet kommer batteriladdaren att vända strömmen. Laddaren genererar för många elektroner på den negativa plattan, och positiva vätejoner attraheras till dem. Väte reagerar med blysulfat för att generera svavelsyra och bly. När det mesta av sulfatet försvinner stiger väte från den negativa plattan. Syret i vattnet reagerar med blysulfatet på den positiva plattan för att få det att bli blydioxid igen. När reaktionen är på väg att avslutas stiger syrebubblor upp från den positiva plattan. Detta kallas blödning.

Självurladdning

En dålig egenskap hos blybatterier är att de laddas ur av sig själva, även när de inte används. Den allmänna tumregeln är en procents självurladdning per dag. Hastigheten ökar vid hög temperatur och minskar vid låg temperatur.

Bytet av elektrolyt i blybatteriet efter laddning och urladdning

När blybatteriet laddas ur minskar svavelsyran i elektrolyten, vattenhalten ökar och lösningens specifika vikt minskar.

När blybatteriet laddas ökar svavelsyran i elektrolyten kontinuerligt, vattnet minskar gradvis och lösningens specifika vikt ökar.

Faktum är att förändringen av elektrolytens specifika vikt bestämmer laddningstillståndet för bly-syrabatteriet. Det är därför det är viktigt att konsekvent vattna batteriet för att säkerställa att du får ut det mesta av det.