Свинцовый аккумулятор

Pb │H2SO4 │PbO2│ Pb

25 – 30 %

Анодный процесс:

Pb – 2e Pb

Образующиеся ионы Pb осаждаются на поверхности анода в виде малорастворимого PbSO4

Катодный процесс:

PbO2 + 4H3O + 2e Pb + 6H2O

Образующиеся ионы Pb осаждаются на поверхности катода в виде

PbSO4

Тогда суммарная токообразующая реакция:

Pb + PbO2 + 2H2SO4 2 PbSO4 + 2H2O ЭДС = 2,1 В.

Сущность – более энергетически богатые Pb и PbO2 переходят в менее энергетически богатое вещество PbSO4.

Во внутренней цепи происходит перенос ионов. Ионы SO4 движутся к аноду, а ионы H - катоду. У анода расходуются анионы, у катода – катионы. Раствор в целом остаётся электронейтральным.

ЭДС зависит от конц. H2SO4 и для 25% конц. ~ 2 В. Так как H2SO4 при работе связывается, поэтому ЭДС уменьшается. По концентрации кислоты можно судить о степени разряда аккумулятора. На практике измеряется не сама концентрация., а плотность раствора H2SO4.

Недостаток – сравнительно небольшой.

1. Срок службы (из-за постоянной сульфатации электродов – неполное превращение PbSO4 в Pb и PbO2 при заряде)

(2 – 5 лет)

2. Малая удельная ёмкость/на единицу массы (кол-во электричества, которое отдаётся на единицу массы вещества).

3. Особенность электрохимических генераторов состоит в том, что электрохимически активные вещества не закладываются заранее, а подводятся по мере израсходования. Это обеспечивает непрерывность работы.

Свинцовой аккумулятор не должен сильно разряжаться. Если ЭДС падает до 1,8, то модно считать, что он полностью истощен. В его работе происходит испарение воды и частичное ее разложение, поэтому необходимо добавлять воду в дистиллированную. Всякие примеси снижают КПД. Для зарядки аккумулятора подключают к внешнему источнику тока. При этом ток протекает через аккумулятор в направлении обратном тому, в котором он проходил при зарядке аккумулятора. И электрохимические процессы на электродах обращаются.

Щелочной аккумулятор:

Значительное распространение имеют щелочные железо- или кадмий-никелевые аккумуляторы.

Fe │КОН │NiOOH │Ni ЭДС = 1,35 - 1,4 А

20%

Fe + 2NiOOH + H2O 2 Ni(OH) + Fe(OH)2

Анодом служит Fe (или кадмиевая) пластина. Катод – никель.

Железо – никелевый аккумулятор.

Электролит 20% КОН.

ЭДС = 1,3 В

Обычно они выпускаются в продажу в виде батарей, состоящих из нескольких ячеек, включенных последовательно. В отличии от кислотных, щелочные аккумуляторы могут долго находиться в заряженном и разряженном состоянии. Щелочные дороже Pb аккумуляторов, но они не чувствительны к большим перегрузкам.