清潔設備上的鉛酸蓄電池結構和工作原理介紹

鉛酸蓄電池是一種廣泛應用于電動車輛如洗地機、掃地機、工業吸塵器、高爾夫球車、巡邏車、汽車、UPS等領域的電池，鉛酸蓄電池是一種能夠將化學能轉化為電能的電池，其內部結構類似于多個電池單元的串聯組合，其主要組成有正極板、負極板、隔板和電解液。以下是鉛酸蓄電池的結構和工作原理：
一、鉛酸蓄電池的結構介紹：
　　鉛酸蓄電池由正極板、負極板、隔板和電解液組成。其中，正極板與負極板間隔板分隔，形成多個單獨的電池單元。每個電池單元包含一個正極和一個負極，它們之間隔著一層涵蓋氧化物電解液的玻璃纖維隔板，同時浸泡在電解液中。正極通常是由氧化物、過氧化物等高氧化態的物質構成，負極則是由低氧化態的物質如鉛、鎘、鋅等構成，電池的正負極共可稱作電池極性板。
二、鉛酸蓄電池的工作原理：
　　鉛酸蓄電池在充電時，通過將外部直流電源連接到電池正負極上，使得電池正極板表面產生還原反應，即PbO2+2H++SO42-=PbSO4+2H2O （硫酸根離子是被恒定存在的）。同時，在負極板表面產生氧化反應，即 Pb+SO42- + 2H2O = PbSO4 + 2H2↑（在負極板表面發生的反應中放出了2個H+，而在正極表面則消耗了相同數量的H+，從而保持電池整體中硫酸根離子不變）。這一過程會使電池正極板表面的PbO2被還原為PbSO4，而負極板表面的Pb被氧化為PbSO4。兩個板之間的液態電解液輸送電荷，并控制反應的速率。同時，在充電時，硫酸根離子一定會保持恒定濃度，形成一個基準。
　　在放電時，電池正負極短路連接后，電荷通過外部電路流動到負極板上，發生反向反應，即 PbSO4 + 2H2 = Pb + SO42- + 2H2O （此時的電壓產生大量的氫氣）。在同一時間，電荷從正極板處移動并參與還原反應，即PbSO4 + 2H2O +2e-=Pb +2H++ SO42-. 化學反應會再次將正極板和負極板上已經生成的化合物轉化為混合化合物，繼續釋放出電能，造成電池的長效供電。當電池內的化學反應全部完成，電壓降至低于設定值的時候，電池自然無法再提供足夠的電能，因此需要進行再次充電使硫酸根離子回到表面。