Активные вещества автомобильного аккумулятора сфокусированы в электролите и позитивных и негативных электродах, а общность этих веществ именуется электрохимической системой. В кислотных аккумуляторных батареях электролитом является раствор h2so4, энергичным веществом позитивных пластин - двуокись свинца, негативных пластин – свинец.
Основные процессы, проходящие на электродах, описывают реакции:
На минусовой электроде:
PbSO4 + H+ + 2e- ? Pb + HSO4- (заряд)
Pb + HSO4- ? PbSO4 + H+ + 2e- (разряд)
На плюсовом электроде:
PbSО4 + 2H2О ? PbО2 + HSО4- + 3H+ + 2e- (заряд)
PbО2 + HSО4- + 3H+ + 2e- ? PbSО4 + 2H2О (разряд)
Суммарная реакция в свинцовом аккумуляторе имеет тип:
PbO2 + Pb + 2H2SO4 ? 2PbSO4 + 2H2O (разряд)
2PbSO4 + 2H2O ? PbO2 + Pb + 2H2SO4 (заряд)
Следовательно, при разрядке аккумулятора на обоих электродах формируется малорастворимый сульфат свинца (двойная сульфатация) и происходит крепкое разбавление h2so4.
Напряжение разомкнутой цепи заряженного автомобильного аккумулятора равно 2,05-2,15 В, в зависимости от концентрации h2so4. При разрядке по мере разбавления электролита напряжение разомкнутой цепи автомобильного аккумулятора понижается и после полного разряда становится равным 1,95-2,03 В.
При зарядке кислотного автомобильного аккумулятора, как и в иных аккумуляторах с водным электролитом, имеют место побочные реакции выделения газов. Выделение водорода начинается при полном заряжении негативного электрода. Кислород начинает выдаваться значительно прежде: в обыкновенных ситуациях заряда при 50-80% заряженности (в зависимости от электричества заряда), а при температуре 0 °С уже после заряда на 30-40 процентов. В итоге этого отдача правильного электрода по емкости составляет 85-90 процентов. Для приобретения полной разрядной емкости при зарядке автомобильному аккумулятору должен быть обеспечен перезаряд на 10-20 процентов. Данный перезаряд сопровождается значительным выделением водорода на минусовой электроде и кислорода - на плюсовом.
Выделение водорода имеет место и при хранении заряженного кислотного автомобильного аккумулятора. Саморазряд его определяется предпочтительно скоростью растворения свинца согласно реакции:
Pb + H2SO4 ? PbSO4 + H2
Скорость этого процесса зависит от температуры, объема электролита и его концентрации, однако свыше всего от чистоты компонентов. В неимение примесей реакция протекает медлительно из-за большого перенапряжения выделения водорода на свинце. Однако на практике, на поверхности свинцового электрода неизменно много примесей, среди которых наибольшее могущество оказывает сурьма, число которой в сплаве для решеток и токоведущих узлов доходит до 6 процентов.
На плюсовом электроде может также самостоятельно проходить реакция восстановления диоксида свинца:
PbO2 + H2SO4 ? PbSO4 + 1/2O2 + H2O
В итоге которой выдается кислород, однако скорость ее незначительна.
При эксплуатации саморазряд автомобильного аккумулятора может возрастать из-за образования дендритных мостиков из металлического свинца. Потери емкости свежеизготовленного автомобильного аккумулятора за счет саморазряда как правило не превышают 2-3 процентов в месяц. Однако при эксплуатации они стремительно возрастают.
Добавить комментарий
Все об аккумуляторах
Комментарии