Свинцово-кислотный аккумулятор
Свинцово-кислотный аккумулятор
Свинцово-кислотный аккумулятор — это наиболее распространенный на сегодня тип аккумуляторов, который был изобретен в 1859 году французским физиком Гастоном Планте. Основные области его применения: аккумуляторные батареи в автомобильном транспорте, а также аварийные источники электроэнергии.
История
Гастон Планте разработал свинцовый аккумулятор разработал в 1859—1860 годах, как сотрудник лаборатории Александра Беккереля. В 1878 году Камилл Фор усовершенствовал его конструкцию тем, что покрыл пластины аккумулятора свинцовым суриком. Принцип действия Принцип работы свинцово-кислотных аккумуляторов основывается на электрохимических реакциях свинца и диоксида свинца в сернокислотной среде.
Энергия возникает за счет взаимодействия оксида свинца и серной кислоты до сульфата (классическая версия). Проведенные в свое время в СССР исследования показали, что внутри свинцового аккумулятора протекает как минимум 60 реакций, около 20 из которых происходят без участия кислоты электролита (нехимические).
Во время разряда происходит восстановление диоксида свинца на аноде и окисление свинца на катоде. При заряде протекают обратные реакции, к которым в конце заряда добавляется реакция электролиза воды, которая сопровождается выделением кислорода на положительном электроде и водорода — на отрицательном.
В итоге: при разряде аккумулятора расходуется серная кислота из электролита (и плотность электролита снижается, а при заряде, серная кислота выделяется в раствор электролита из сульфатов, плотность электролита увеличивается). В конце заряда, при определенных критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов, начинает преобладать процесс электролиза воды. Причем на катоде выделяется водород, на аноде — кислород. При заряде не стоит допускать возможности электролиза воды, в противном случае необходимо её долить для восполнения потерянного в ходе электролиза количества.
Устройство
Элемент свинцово-кислотного аккумулятора включает в себя электроды (положительные и отрицательные) и разделительные изоляторы (сепараторы), которые погружены в электролит. Электроды представляют собой свинцовые решётки. У положительных - активным веществом является диоксид свинца (PbO2), у отрицательных - активным веществом является губчатый свинец. Электроды погружаются в электролит, состоящий из разбавленной дистиллированной водой серной кислоты (H2SO4). Наибольшая проводимость этого раствора отмечается при комнатной температуре (что означает наименьшее внутреннее сопротивление и наименьшие внутренние потери) и при его плотности 1,23 г/см³
