Cos'è una batteria al piombo?
Oct 31, 2022
https://youtu.be/kNGg0P7B5fI
La batteria al piombo è una batteria ricaricabile che utilizza piombo e acido solforico per svolgere un ruolo. Il piombo è immerso in acido solforico per consentire reazioni chimiche controllate.
Questa reazione chimica è la causa della generazione di energia della batteria. La reazione viene quindi invertita per caricare la batteria.
Materiali per batterie al piombo
I principali materiali attivi necessari per la costruzione delle batterie al piombo sono:
Perossido di piombo (PbO2): materiale marrone scuro, duro e fragile, che forma una piastra positiva.
Piombo spugnoso (Pb): Il piombo puro sotto la condizione di morbida spugna forma la piastra negativa.
Acido solforico diluito (H2SO4): un acido forte e un buon elettrolita. È altamente ionizzato e la maggior parte del calore rilasciato durante la diluizione proviene dall'idratazione degli ioni idrogeno. Per batterie al piombo con acqua: acido=3:1.
Come funzionano le batterie al piombo?
La batteria al piombo è costituita da una piastra dell'elettrodo al perossido di piombo e una piastra dell'elettrodo al piombo in spugna immersa in acido solforico diluito. La corrente è collegata esternamente tra queste schede. Nell'acido solforico diluito, le molecole di acido si dividono in ioni idrogeno positivi (H+) e ioni solfato negativi (SO4 --). Quando raggiunge la piastra PbO2, gli ioni idrogeno ricevono elettroni da lì e diventano atomi di idrogeno, attaccando nuovamente PbO2 e formando PbO e H2O (acqua). Questo PbO reagisce con H2SO4 per formare PbSO4 e H2O (acqua).
Gli ioni SO4 - (anioni) si spostano verso l'elettrodo (anodo) collegato al polo positivo dell'alimentatore CC, dove rinunceranno agli elettroni in eccesso e diventeranno radicali liberi SO4. Questo radicale SO4 non può esistere da solo; Pertanto, reagisce con PbSO4 dell'anodo per generare perossido di piombo (PbO2) e acido solforico (H2SO4).
Quando la batteria è carica
La carica è un processo di inversione della reazione elettrochimica. Converte l'energia elettrica dal caricabatterie in energia chimica nella batteria. Tuttavia, la batteria non immagazzina energia. Conserva l'energia chimica necessaria per generare elettricità.
Se la tensione del caricabatterie è superiore a quella della batteria, il caricabatterie invertirà la corrente. Il caricatore genera troppi elettroni sulla piastra negativa e gli ioni idrogeno positivi sono attratti da essi. L'idrogeno reagisce con il solfato di piombo per generare acido solforico e piombo. Quando la maggior parte del solfato scompare, l'idrogeno sale dalla piastra negativa. L'ossigeno nell'acqua reagisce con il solfato di piombo sulla piastra positiva per farlo diventare di nuovo biossido di piombo. Quando la reazione sta per essere completata, le bolle di ossigeno salgono dalla piastra positiva. Questo si chiama sanguinamento.
Autoscarica
Una cattiva caratteristica delle batterie al piombo è che si scaricano da sole, anche quando non vengono utilizzate. La regola generale è un tasso di autoscarica dell'1% al giorno. La velocità aumenta ad alta temperatura e diminuisce a bassa temperatura.
Il cambio di elettrolito nella batteria al piombo dopo la carica e la scarica
Quando la batteria al piombo si scarica, l'acido solforico nell'elettrolita diminuisce, il contenuto d'acqua aumenta e il peso specifico della soluzione diminuisce.
Quando la batteria al piombo viene caricata, l'acido solforico nell'elettrolita aumenta continuamente, l'acqua diminuisce gradualmente e il peso specifico della soluzione aumenta.
Infatti, la variazione del peso specifico dell'elettrolita determina lo stato di carica della batteria al piombo. Questo è il motivo per cui è importante innaffiare costantemente la batteria per assicurarti di sfruttarla al meglio.
