R15 铅酸蓄电池

蓄电池，通常也叫电瓶，是一个应用电化学反应的典型例子。它是一种储存或积累电能的电化学电池，由阳极和阴极化学物质构成，两极用电解质溶液或糊状电解质相连接，阳极和阴极之间还有多孔的隔板或盐桥。

如果阳极和阴极之间放一个电阻，例如马达或灯泡，通过一个自发的电子转移反应，化学能将转化为电能。蓄电池就是一种化学电源。

电池和蓄电池是现代生活方式中一个非常重要的部分。它们可以小到手表里装的纽扣电池，大到又大又重的医院、船舶和车辆用应急电源。通常，电池和蓄电池是根据某一特定用途来制造。在汽车和卡车上，铅酸蓄电池广泛用作化学电源。一种铅酸蓄电池的构成和工作原理示于图R15。

铅酸蓄电池的构成

这种铅酸蓄电池有一个聚丙烯外壳，内装六个串联起来的铅酸电化学电池，每个电池的电动势为2V (2.05 V)。铅酸蓄电池的功率变化范围很宽，但它的电压总是2 V的倍数。也可以用多个多孔聚乙烯隔板把每个电池分隔开。在单个电池中，所有的阳极和阴极都相连，即一个电池的阳极和下一个电池的阳极，再一个电池的阳极一个个连起来，电池的阴极也这样连起来。

所有阳极全是铅制的，所有阴极全是嵌在铅基板上的固体铅(IV)氧化物即二氧化铅。电池的导电杆也是铅制的。电解质是用PbSO₄饱和的80%硫酸溶液。

铅酸蓄电池中的电化学

放 电:
放电时，相关电极反应发生在负极上(现在是阳极):

a在正极上(现在是阴极)

现在电池就是一个电化学电池。通过右上方物质与左下方物质之间的自发氧化还原反应，产生电流。

当浓度和温度处于标准状态时，蓄电池中每一个隔间对应一个电池的电动势。

在使用中，铅酸蓄电池的效率逐渐降低。主要的氧化还原反应(也有其他反应)消耗硫酸。由于电解质溶液的密度是随硫酸浓度增大而增大的，效率下降将造成电池中酸的密度减小。通过测量电解质溶液的密度(比重)，可以检测蓄电池的效率。

充电：
由于氧化还原反应的可逆性，铅酸蓄电池有着合理的寿命。

其可逆反应为:

以再生放电过程中所用的物质。只有从某外部能源(例如汽车的交流发电机或直流发电机，或者接在电力网上的电插头)连续获取动力，才能进行充电。随着电池获得电流， Pb²⁺在电极上的)被还原为 金属铅，同时，在 PbO₂ 电极上，Pb²⁺ 被氧化成PbO₂. 铅和PbO₂ 都沉积到电极上。
充电和放电过程中的半电池反应完全一样，但是，充电过程涉及较弱的氧化剂(左上方)和较弱的还原剂(右下方)。