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蓄电池动力学效应

动力学效应
铅酸蓄电池两个电极上的反应包含了溶解态,这意味着在反应过程中反应物溶解。反应期间形成的新化合物会成为固体再次沉淀出来。GNB蓄电池的数值,每Ah电量必须溶解大约8g物质(Pb和PbO2)。放电期间负极上的铅离子(PB2“)溶解。相应量的电子作为负电荷从电极上迁移下来。在有HSO:或SOr离子(硫酸)存在的条件下,Pb2“离子的溶解度被限制在10“mol/dm?左右。其后果是,在溶解之后离子立即沉积在电极表面形成硫酸铅(PbSO.),它们大部分沉积在电极的孔隙内。正电极上的放电反应以相似的方式进行:四价铅离子(P6)获得两个电子形成两价铅离子(Pb2*)。它们溶解并且立即形成硫酸铅(PbSO.)。另外,放电期间在正电极上形成了水,因为从二氧化铅中也释放出氧离子(O-),它与稀硫酸中的氢离子(H*)化合成水分子(H20)。
GNB蓄电池充电时,这些反应向相反的方向进行,于是硫酸铅(PhSO.)转变成铅(Pb)和二氧化铅(PbO.)。对于迁越(电子传递)步骤,电化学反应只能发生在能够提供电子或除去电子的区域,这意味着在硫酸铅表面不可能发生这种转换。因为硫酸铅不能传导电流。为此,Pb2“离子必须要溶解,通过扩散传输到导电电极的表面(铅或二氧化铅)。
在充电和放电期间,反应的过程是复杂的,所有参加反应的物质必须暂时溶解在电解液中,再生成新的化合物。
如上所述,蓄电池放出或充进每安时的电量,大约有8g活性物质溶解,并且再次沉积出来。这个过程可能要经常重复进行,因为在铅酸蓄电池体系中,决定性参数(溶解度和溶解速率)要很好地匹配。大多数物质的传输发生在微米的范围内,紧接着发生化学转变。尽管如此,传输过程经常限制铅酸蓄电池的性能,并且在一定的充/放电循环之后,可以看到活性物质逐渐溃解。
 

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