汤浅蓄电池属于铅酸蓄电池,其工作原理基于电化学的氧化还原反应,主要由正极板、负极板、电解液(稀硫酸)和电池槽等组成。以下是其充放电过程的具体原理:
负极反应:蓄电池放电时,负极板上的铅(Pb)在硫酸根离子(SO42−)的作用下,失去电子发生氧化反应,生成硫酸铅(PbSO4),电极反应式为Pb+SO42−−2e−=PbSO4。
正极反应:正极板上的二氧化铅(PbO2)在硫酸溶液中得到电子,发生还原反应,也生成硫酸铅(PbSO4),同时有水生成,电极反应式为PbO2+4H++SO42−+2e−=PbSO4+2H2O。
总反应:在放电过程中,正负极板上的活性物质都逐渐转化为硫酸铅,电解液中的硫酸不断被消耗,溶液中的硫酸根离子(SO42−)与铅离子(Pb2+)结合生成硫酸铅沉淀,导致电解液的密度逐渐下降,电池的电动势也随之降低,从而向外电路输出电能。总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
负极反应:充电时,外接电源的负极与蓄电池的负极相连,在电源的作用下,负极板上的硫酸铅(PbSO4)得到电子,发生还原反应,重新生成铅(Pb),电极反应式为PbSO4+2e−=Pb+SO42−。
正极反应:外接电源的正极与蓄电池的正极相连,正极板上的硫酸铅(PbSO4)失去电子,发生氧化反应,重新生成二氧化铅(PbO2),同时生成硫酸,电极反应式为PbSO4+2H2O−2e−=PbO2+4H++SO42−。
总反应:在充电过程中,正负极板上的硫酸铅分别转化为铅和二氧化铅,电解液中的硫酸浓度逐渐增加,密度逐渐上升,电池的电动势也逐渐恢复到正常水平,从而将电能转化为化学能储存起来。总反应式为2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4。