蓄電池(StorageBattery)是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置，是按可再充電設(shè)計的電池，通過可逆的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)再充電，通常是指鉛酸蓄電池，它是電池中的一種，屬于二次電池。它的工作原理：充電時利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能儲存為化學(xué)能，需要放電時再次把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能輸出，比如生活中常用的手機(jī)電池等。

化學(xué)原理

方程式如下：

總反應(yīng)：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)可逆符號2PbSO4(s)+2H2O(l)。

放電時：負(fù)Pb(s)-2e-+SO42-(aq)=PbSO4(s)。

正PbO2(s)+2e-+SO42-(aq)+4H+(aq)=PbSO4(s)+2H2O(l)。

總Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)。

充電時電解池

陰極PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)。

陽極PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=Pbo2(s)+SO42-(aq)+4H+(aq）

注（充電時陰極為放電時負(fù)極）。

物理構(gòu)成

構(gòu)成鉛蓄電池之主要成份如下：

陽極板（過氧化鉛.PbO2）--->活性物質(zhì)。

陰極板（海綿狀鉛.Pb）--->活性物質(zhì)。

電解液（稀硫酸）--->硫酸（H2SO4）+蒸餾水（H2O）。

電池外殼、蓋（PPABS阻燃）。

隔離板(AGM)。

安全閥。

正負(fù)極柱，正負(fù)極柱等。

鉛酸蓄電池的工作原理

1、鉛酸蓄電池電動勢的產(chǎn)生

鉛酸蓄電池充電后，正極板二氧化鉛（PbO2），在硫酸溶液中水分子的作用下，少量二氧化鉛與水生成可離解的不穩(wěn)定物質(zhì)--氫氧化鉛（Pb(OH)4），氫氧根離子在溶液中，鉛離子（Pb4）留在正極板上，故正極板上缺少電子。

鉛酸蓄電池充電后，負(fù)極板是鉛（Pb），與電解液中的硫酸（H2SO4）發(fā)生反應(yīng)，變成鉛離子（Pb2），鉛離子轉(zhuǎn)移到電解液中，負(fù)極板上留下多余的兩個電子（2e）。

可見，在未接通外電路時（電池開路），由于化學(xué)作用，正極板上缺少電子，負(fù)極板上多余電子，如右圖所示，兩極板間就產(chǎn)生了一定的電位差，這就是電池的電動勢。

2、鉛酸蓄電池放電過程的電化反應(yīng)

鉛酸蓄電池放電時，在蓄電池的電位差作用下，負(fù)極板上的電子經(jīng)負(fù)載進(jìn)入正極板形成電流I。同時在電池內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

負(fù)極板上每個鉛原子放出兩個電子后，生成的鉛離子（Pb2）與電解液中的硫酸根離子（SO4-2）反應(yīng)，在極板上生成難溶的硫酸鉛（PbSO4）。

正極板的鉛離子（Pb4）得到來自負(fù)極的兩個電子（2e）后，變成二價鉛離子（Pb2），，與電解液中的硫酸根離子（SO4-2）反應(yīng)，在極板上生成難溶的硫酸鉛（PbSO4）。正極板水解出的氧離子（O-2）與電解液中的氫離子（H）反應(yīng)，生成穩(wěn)定物質(zhì)水。

電解液中存在的硫酸根離子和氫離子在電力場的作用下分別移向電池的正負(fù)極，在電池內(nèi)部形成電流，整個回路形成，蓄電池向外持續(xù)放電。

放電時H2SO4濃度不斷下降，正負(fù)極上的硫酸鉛（PbSO4）增加，電池內(nèi)阻增大（硫酸鉛不導(dǎo)電），電解液濃度下降，電池電動勢降低。

3、鉛酸蓄電池充電過程的電化反應(yīng)

充電時，應(yīng)在外接一直流電源（充電極或整流器），使正、負(fù)極板在放電后生成的物質(zhì)恢復(fù)成原來的活性物質(zhì)，并把外界的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來。

在正極板上，在外界電流的作用下，硫酸鉛被離解為二價鉛離子（Pb2）和硫酸根負(fù)離子（SO4-2），由于外電源不斷從正極吸取電子，則正極板附近游離的二價鉛離子（Pb2）不斷放出兩個電子來補(bǔ)充，變成四價鉛離子（Pb4），并與水繼續(xù)反應(yīng)，最終在正極極板上生成二氧化鉛（PbO2）。

在負(fù)極板上，在外界電流的作用下，硫酸鉛被離解為二價鉛離子（Pb2）和硫酸根負(fù)離子（SO4-2），由于負(fù)極不斷從外電源獲得電子，則負(fù)極板附近游離的二價鉛離子（Pb2）被中和為鉛（Pb），并以絨狀鉛附著在負(fù)極板上。

電解液中，正極不斷產(chǎn)生游離的氫離子（H）和硫酸根離子（SO4-2），負(fù)極不斷產(chǎn)生硫酸根離子（SO4-2），在電場的作用下，氫離子向負(fù)極移動，硫酸根離子向正極移動，形成電流。

充電后期，在外電流的作用下，溶液中還會發(fā)生水的電解反應(yīng)。

4、鉛酸蓄電池充放電后電解液的變化

從上面可以看出，鉛酸蓄電池放電時，電解液中的硫酸不斷減少，水逐漸增多，溶液比重下降。

從上面可以看出，鉛酸蓄電池充電時，電解液中的硫酸不斷增多，水逐漸減少，溶液比重上升。

實(shí)際工作中，可以根據(jù)電解液比重的變化來判斷鉛酸蓄電池的充電程度。