铅酸电池的工作原理有哪些？

1）放电

    把正、负极板互不接触而浸入容器的电解液中，在容器外用导线和灯泡把两种极板连接起来，如图(a)所示，此时灯泡亮，因为二氧化铅板和铅板都与电解液中的硫酸起了化学变化，使两种极板之间产生了电动势(电压)，在导线中有电流流过，即化学能变成了使灯泡发光的电能。这种由于化学反应而输出电流的过程称为蓄电池放电。

    放电时，正负极板上的活性物质都与硫酸发生了化学变化，生成硫酸铅PbSo4。当两极板上大部分活性物质都变成了硫酸铅后，蓄电池的端电压就下降。当端电压降到1.8-1.75V以后，放电不宜继续下去，此时两极板间的电压称为终止放电电压。整个放电过程中，蓄电池中的硫酸逐渐减少而形成水，硫酸的浓度减少，电解液比重降低。蓄电池内阻增大，电动势下降，端电压也随之减小，此时，正极板为浅褐色，负极板为深灰色。

2）充电

如果把外电路中的灯泡换成直流电源，即直流发电机或硅整流设备，并且把正极板接外电源的正极，负极板接外电源的负极，如(b)所示,当外接电源的端电压高于蓄电池的电势时，外接电源的电流就会流人蓄电池。电流的方向刚好与放电时的电流方向相反，于是在蓄电池内就产生了与上述相反的化学反应，就是说硫酸从极板中析出。正极板又转化为二氧化铅，负极板又转化为纯铅，而电解液中硫酸增多，水减少。经过这种转化，蓄电池两极之间的电动势又恢复了，蓄电池又具备了放电条件。这时，外接电源的电能充进了蓄电池变成化学能而贮存了起来，这种过程称为蓄电池充电。充电过程使硫酸铅小晶块分别还原为二氧化铅(正极板)和铅绵(负极板)，极板上的硫酸铅消失。由于充电反应逐渐深入到极板上活性物质内部。硫酸浓度就增加，水分减少，溶液的密度增大，内阻减少，电势增大，端电压随之上升。

3）蓄电的自放电现象

由于电解液所含金属杂质沉淀在负极板上，以及极板本身活性物质中也含有金属杂质。此，在负极板上形成局部的短路，形成了蓄电池自放电现象。通常在一昼夜内，铅蓄电池由于自放电，将使其容量减少0.5%--1%。自放电现象也随着电解液的温度、比重和使用时间的增长而增加。　铅酸蓄电池的正极活性物质是PbO2，负极活性物质是海绵状金属Pb，导电介质是稀硫酸(电解液)。蓄电池在充放电过程中，正负极板上将发生下列反应， 将电能转变成化学能贮存在蓄电池中或将化学能转变成电能提供给负载。

 

　　铅锑合金蓄电池充电时随电压的变化析出气体的组成见表1。蓄电池充电过程中，在电池的内部及周围极易形成可爆性混合气体，若排气孔不畅通，蓄电池内易形成高压。

 

　　蓄电池在充放电过程中，内阻会产生热量，使电解液温度升高，进而使部分水变为水蒸气。如果蓄电池排气孔畅通，水蒸气就会排出蓄电池外，长期如此将导致蓄电池缺水，否则将在蓄电池中形成一定的内压。