铅酸蓄电池原理

铅蓄电池接通外电路负载放电时，正极板上的PbO2和负极板的Pb都变成了PbSO4，电解液的硫酸变成了水。充电时，正负极板上的PbSO4分别恢复原来的PbO2和Pb，电解液中的水变成了硫酸。化学反应式为：
PbO2+ 2H2SO4+Pb=== PbSO4+2H2O+ PbSO4
+ - +
其中PbO2与Pb板之间的电动势E与直接参加反应的活性物质孔隙内的电解液相对密度ρ15℃成正比：
E=0.84+ρ15℃
式中：ρ15℃为15℃时的电解液相对密度
ρ15℃=ρt+β（t-15）
式中：t——实际测量的电解液温度；
ρt——直接参加化学反应的电解液相对密度；
β——密度温度系数，为0.00075g/cm3·℃。

放电将化学能转换为电能，充电时将电能转换为化学能，有两个极板，一个是铅板，一个是二氧化铅板，极间有稀硫酸液，放电时两个极板上都聚集了大量的硫酸铅，充电时极板又恢复成二氧化铅和铅，硫酸铅是会结晶的，结晶的硫酸铅会导致极板间枝连或不能参加化学反应而使储电量下降或充不足电，所以要很好地保养电池，不能长期处于低电量状态也不能长时间大电流放电使大量的硫酸铅结晶枝连！

（1）阀控式密封铅酸蓄电池在充放电过程中的化学反应如下：
放电
PbO2 + 2H2SO4 + Pb PbSO4 + 2H2O + PbSO4
充电
(二氧化铅) (硫酸) (海绵状铅) (硫酸铅) (水) (硫酸铅)
正极活物质 电解液 负极活物质 正极活物质 电解液 负极活物质
放电时
充电时
正极板的二氧化铅和负极板的海绵状铅与电解液中的硫酸反应，生成硫酸铅，电解液中的硫酸浓度降低
硫酸铅通过氧化还原反应分别恢复成二氧化铅和海绵状铅，电解液中的硫酸浓度增大。

（2）实现电池密封的设计原理：
解决方案 防止因过充电导致水分解而引起电解液的减少 实现电池的密封
（3）活性物质
设计正、负极板活物质在充电过程中的异步复原反应，即当正极板活物质完全充电恢复后，负极板活物质还未完全转变为海绵状铅，这样，充电末期当正极开始产生氧气时，负极板还未变成完全充电状态，可以最大限度抑制氢气的产生。
（4）隔板：设计隔板达到以下4个主要目的
① 保持正、负极板绝缘；
② 吸附电解液，保持电解液不流动及负极板处于湿润状态；
③ 高孔隙度，使正极产生的氧气容易通过到达负极板；
④ 隔板中加入适量粗纤维，保持隔板长时间具备良好的弹性。
（5）充电末期电极反应

正极产生的氧气，与负极活物质和稀硫酸进行反应，使负极板的一部分处于去极化状态，从而抑制了氢气的产生。
充电末期的电极反应如下：
A、正极板的反应（产生氧气）
① 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
（通过隔板移向负极板表面）
B、负极板的反应
② 2Pb + O2 → 2PbO （海绵状铅与氧气发生反应）
③ 2PbO + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O （PbO与电解液发生反应）
（参与①的反应）
④ 2PbSO4 + 4H+ + 4e－ → 2Pb + 2H2SO4 （PbSO4 的还原）
（参与②的反应） （参与③的反应）
C、负极板的总反应：O2 + 4H＋+ 4e－→ 2H2O
总之，充电过程产生的氧气能够迅速与负极板上充电状态下的活物质发生反应变成水，结果基本没有水份的损失，密封成为可能。

2H2SO4+pb+pbo2=2pbso4+2H2o