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Funktionsprinzip einer Blei-Säure-Batterie
23 Dec 2023
1. Die Erzeugung elektromotorischer Kraft von Blei-Säure-Batterien

Nachdem die Blei-Säure-Batterie geladen ist, erzeugt die positive Platte Bleidioxid (PbO2) unter der Wirkung von Wassermolekülen in der Schwefelsäurelösung eine kleine Menge Bleidioxid und Wasser dissoziierbare instabile Substanzen - Bleihydroxid (Pb (OH)) 4) Hydroxidionen in der Lösung, Bleiionen (Pb4) verbleiben auf der positiven Platte, sodass der positiven Platte nach dem Laden der Blei-Säure-Batterie Elektronen fehlen. Die negative Platte besteht aus Blei (Pb), das mit Schwefelsäure (H2SO4) im Elektrolyten zu Bleiionen (Pb2) reagiert, die auf den Elektrolyten übertragen werden und zwei zusätzliche Elektronen (2e) auf der negativen Platte hinterlassen. Es ist ersichtlich, dass, wenn der externe Stromkreis nicht angeschlossen ist (die Batterie ist offen), aufgrund chemischer Einwirkung ein Elektronenmangel auf der positiven Platte und ein Überschuss an Elektronen auf der negativen Platte vorliegt, wie in der Abbildung dargestellt Richtig, zwischen den beiden Platten besteht eine gewisse Potentialdifferenz, die elektromotorische Kraft der Batterie.


2. Elektrochemische Reaktion des Entladevorgangs einer Blei-Säure-Batterie

Wenn sich die Blei-Säure-Batterie unter der Wirkung der Potentialdifferenz der Batterie entlädt, gelangen die Elektronen auf der negativen Platte durch die Last in die positive Platte und bilden den Strom I. Gleichzeitig finden im Inneren der Batterie chemische Reaktionen statt . Nachdem jedes Bleiatom auf der negativen Platte zwei Elektronen emittiert hat, reagiert das resultierende Bleiion (Pb2) mit dem Sulfation (SO4-2) im Elektrolyten und bildet auf der Platte unlösliches Bleisulfat (PbSO4). Das Bleiion (Pb4) der positiven Platte erhält zwei Elektronen (2e) von der negativen Elektrode und wird zum zweiwertigen Bleiion (Pb2), das mit dem Sulfation (SO4-2) im Elektrolyten reagiert und das unlösliche Blei bildet Sulfat (PbSO4) auf der Platte. Das von der positiven Platte hydrolysierte Sauerstoffion (0-2) reagiert mit dem Wasserstoffion (H) im Elektrolyten und bildet die stabile Substanz Wasser. Im Elektrolyten vorhandene Sulfationen und Wasserstoffionen bewegen sich unter der Wirkung des elektrischen Feldes zu den positiven bzw. negativen Anschlüssen der Batterie, bilden einen Strom innerhalb der Batterie und bilden so den gesamten Kreislauf, und die Batterie entlädt sich weiter nach außen. Beim Entladen nimmt die Konzentration von H2SO4 kontinuierlich ab, das Bleisulfat (PbSO4) an der positiven und negativen Elektrode nimmt zu, der Innenwiderstand der Batterie steigt (Bleisulfat ist nicht leitend), die Elektrolytkonzentration sinkt und die elektromotorische Kraft der Batterie nimmt ab Batterie nimmt ab.


3, Blei-Säure-Batterie-Ladevorgang des elektrochemischen Reaktionsladens
Die aktuelle Stromversorgung (Ladepol oder Gleichrichter) sollte nach außen angeschlossen werden, damit das von den positiven und negativen Platten nach der Entladung erzeugte Material zum ursprünglichen aktiven Material wiederhergestellt werden kann , und die externe elektrische Energie kann in chemische Energiespeicher umgewandelt werden. Auf der positiven Platte wird Bleisulfat unter Einwirkung von externem Strom in zweiwertige Bleiionen (Pbz) und Sulfatanionen (SO4-2) zerlegt, da die externe Stromversorgung weiterhin Elektronen von der positiven Elektrode, dem freien zweiwertigen Blei, absorbiert Ion in der Nähe der positiven Platte (Pb2 gibt weiterhin zwei Elektronen ab, um sich zu einem vierwertigen Bleiion (Pb4) zu ergänzen, und reagiert weiterhin mit Wasser. Schließlich wird auf der positiven Platte Bleidioxid (PbO2) gebildet. Auf der negativen Platte unter der Einwirkung Durch externen Strom wird Bleisulfat in zweiwertige Bleiionen (Pbz) und negative Sulfationen (SO4-2) dissoziiert, da die negative Elektrode ständig Elektronen von der externen Stromquelle erhält, dem freien zweiwertigen Bleiion (Pb2) in der Nähe der negativen Platte wird zu Blei (Pb) neutralisiert und mit Fuzzy-Blei an der negativen Platte befestigt. Im Elektrolyten produziert die positive Elektrode weiterhin freie Wasserstoffionen (H) und Sulfationen (SO4-2) und die negative Elektrode weiterhin produzieren Sulfationen (SO4-2). Unter der Wirkung des elektrischen Feldes bewegen sich Wasserstoffionen zur negativen Elektrode und Sulfationen zur positiven Elektrode und bilden einen Strom. Im späteren Ladestadium findet unter Einwirkung von Außenstrom auch die elektrolytische Reaktion von Wasser in der Lösung statt.
4. Wechsel des Elektrolyten nach dem Laden und Entladen der Blei-Säure-Batterie.
Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, dass beim Entladen der Blei-Säure-Batterie die Schwefelsäure im Elektrolyten weiter abnimmt, das Wasser allmählich zunimmt und das spezifische Gewicht zunimmt der Lösung nimmt ab. Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, dass beim Laden der Blei-Säure-Batterie die Schwefelsäure im Elektrolyten weiter zunimmt, das Wasser allmählich abnimmt und das spezifische Gewicht der Lösung ansteigt. Bei der tatsächlichen Arbeit kann der Ladegrad der Blei-Säure-Batterie anhand der Änderung des spezifischen Gewichts des Elektrolyten beurteilt werden. Verwendung und Wartung von wartungsfreien Blei-Säure-Batterien In den letzten Jahren wurden mit der Vertiefung der Zwei-Gitter-Transformation von Stromversorgungssystemen Hochfrequenz-Schaltnetzteile und wartungsfreie Blei-Säure-Batterien mithilfe der Schaltnetzteiltechnologie hergestellt weit verbreitet. Aufgrund mangelnder Betriebserfahrung ist jedoch die Wartung der Gleichstromversorgung, insbesondere der Batterie, nicht gewährleistet, so dass die Zuverlässigkeit der Gleichstromversorgung nicht effektiv gewährleistet werden kann.
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