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Princípio de funcionamento da bateria de chumbo-ácido
23 Dec 2023
1. A geração de força eletromotriz de baterias de chumbo-ácido

Depois que a bateria de chumbo-ácido é carregada, a placa positiva de dióxido de chumbo (PbO2), sob a ação de moléculas de água na solução de ácido sulfúrico, uma pequena quantidade de dióxido de chumbo e água produz substâncias instáveis ​​dissociáveis ​​- hidróxido de chumbo (Pb (OH) 4), íons hidróxido na solução, íons de chumbo (Pb4) permanecem na placa positiva, de modo que a placa positiva carece de elétrons após a bateria de chumbo-ácido ser carregada. A placa negativa é o chumbo (Pb), que reage com o ácido sulfúrico (H2SO4) no eletrólito para se transformar em íon chumbo (Pb2), que é transferido para o eletrólito, deixando dois elétrons extras (2e) na placa negativa. Pode-se observar que quando o circuito externo não está conectado (a bateria está aberta), devido à ação química, há falta de elétrons na placa positiva e excesso de elétrons na placa negativa, conforme mostra a figura do certo, existe uma certa diferença de potencial entre as duas placas, que é a força eletromotriz da bateria.


2. Reação eletroquímica do processo de descarga da bateria de chumbo-ácido

Quando a bateria de chumbo-ácido descarrega, sob a ação da diferença de potencial da bateria, os elétrons da placa negativa entram na placa positiva através da carga para formar a corrente I. Ao mesmo tempo, ocorrem reações químicas dentro da bateria . Depois que cada átomo de chumbo na placa negativa emite dois elétrons, o íon de chumbo resultante (Pb2) reage com o íon sulfato (SO4-2) no eletrólito para formar sulfato de chumbo insolúvel (PbSO4) na placa. O íon chumbo (Pb4) da placa positiva recebe dois elétrons (2e) do eletrodo negativo e se torna o íon chumbo divalente (Pb2), que reage com o íon sulfato (SO4-2) no eletrólito para formar o chumbo insolúvel. sulfato (PbSO4) na placa. O íon oxigênio (0-2) hidrolisado da placa positiva reage com o íon hidrogênio (H) no eletrólito para formar a substância estável água. Os íons sulfato e íons hidrogênio presentes no eletrólito movem-se para os terminais positivo e negativo da bateria respectivamente sob a ação do campo elétrico, formando uma corrente dentro da bateria, formando todo o circuito, e a bateria continua a descarregar para fora. Ao descarregar, a concentração de H2SO4 diminui continuamente, o sulfato de chumbo (PbSO4) nos eletrodos positivo e negativo aumenta, a resistência interna da bateria aumenta (o sulfato de chumbo não é condutor), a concentração do eletrólito diminui e a força eletromotriz do bateria diminui.


3, processo de carregamento de bateria de chumbo-ácido de carregamento de reação eletroquímica
A fonte de alimentação atual (pólo de carregamento ou retificador) deve ser conectada ao exterior, de modo que o material gerado pelas placas positivas e negativas após a descarga possa ser restaurado ao material ativo original , e a energia elétrica externa pode ser convertida em armazenamento de energia química. Na placa positiva, sob a ação da corrente externa, o sulfato de chumbo é dissociado em íon de chumbo bivalente (Pbz) e ânion sulfato (SO4-2), porque a fonte de alimentação externa continua a absorver elétrons do eletrodo positivo, o chumbo bivalente livre íon próximo à placa positiva (Pb2 continua a liberar dois elétrons para complementar o íon de chumbo tetravalente (Pb4) e continua a reagir com a água. Eventualmente, dióxido de chumbo (PbO2) é formado na placa positiva. Na placa negativa, sob a ação De corrente externa, o sulfato de chumbo é dissociado em íon de chumbo bivalente (Pbz) e íon negativo de sulfato (SO4-2), porque o eletrodo negativo obtém constantemente elétrons da fonte de energia externa, o íon de chumbo bivalente livre (Pb2) próximo à placa negativa é neutralizado em chumbo (Pb) e é anexado à placa negativa com chumbo difuso.No eletrólito, o eletrodo positivo continua a produzir íons de hidrogênio livres (H) e íons sulfato (SO4-2), e o eletrodo negativo continua a produzir produzir íons sulfato (SO4-2). Sob a ação do campo elétrico, os íons hidrogênio se movem para o eletrodo negativo e os íons sulfato se movem para o eletrodo positivo, formando uma corrente. Na fase posterior do carregamento, a reação eletrolítica da água também ocorrerá na solução sob a ação de uma corrente externa.
4. Mudança de eletrólito após carga e descarga da bateria de chumbo-ácido
Pode-se observar pelo exposto que quando a bateria de chumbo-ácido é descarregada, o ácido sulfúrico no eletrólito continua a diminuir, a água aumenta gradualmente e a gravidade específica da solução diminui. Pode-se observar pelo exposto que quando a bateria de chumbo-ácido é carregada, o ácido sulfúrico no eletrólito continua a aumentar, a água diminui gradualmente e a gravidade específica da solução aumenta. No trabalho real, o grau de carga da bateria de chumbo-ácido pode ser avaliado de acordo com a mudança na gravidade específica do eletrólito. Uso e manutenção de baterias de chumbo-ácido isentas de manutenção Nos últimos anos, com o aprofundamento da transformação dos sistemas de energia em duas redes, fontes de alimentação comutadas de alta frequência e baterias de chumbo-ácido isentas de manutenção fabricadas por tecnologia de fonte de alimentação comutada têm sido amplamente utilizado. No entanto, devido à falta de experiência operacional, a manutenção da fonte de alimentação CC, especialmente da bateria, não está em vigor, de modo que a confiabilidade da fonte de alimentação CC não pode ser efetivamente garantida.
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