Будова, принцип дії та основні електричні характеристики свинцево-кислотного акумулятора

Акумулятор – це хімічне джерело струму, що складається з позитивного і негативного електродів і електроліту, дія якого заснована на використовуванні оборотних електрохімічних процесів.

Простий свинцевий акумулятор складається з позитивного електрода, активною речовиною якого є двоокис свинцю PbO₂ (темно – коричневого кольору), і негативного електрода, активною речовиною якого є губчастий свинець Pb (сірого кольору). Якщо обидва електроди помістити в посудину з електролітом (розчин сірчаної кислоти H₂SO₄ в дистильованій воді), то між електродами виникає різниця потенціалів. При підключенні до електродів споживача в ланцюзі потече електричний струм і акумулятор розряджатиметься. Під час розряджання акумулятора губчастий свинець Pb негативного і двоокис свинцю PbO₂ позитивного електродів перетворяться в сірчанокислий свинець PbSO₄ (сульфат свинцю).

Під час розряджання витрачається сірчана кислота з електроліту і одночасно в електроліт виділяється вода H₂O. У міру розряджання свинцевого акумулятора зменшується концентрація сірчаної кислоти H₂SO₄ в електроліті і його густина знижується.

Під час заряджання відбуваються зворотні хімічні реакції, в результаті яких з сульфату свинцю PbSO₄ на позитивному електроді знов утворюється двоокис свинцю PbO₂, а на негативному електроді – губчастий свинець Pb. Під час заряджання в електроліт виділяється сірчана кислота H₂SO₄ і витрачається вода H₂O. При цьому густина електроліту у міру заряду зростає. У міру зростання густини можна судити про величину заряду акумулятора.

До розряджання Після розряджання

PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ ==== PbSO₄ + PbSO₄ +2H₂O

Рис. 2. Робота простішого акумулятора: а – під час заряджання; б – під час розряджання; 1 – двоокис свинцю; 2 – електроліт підвищеної густини; 3 – губчастий свинець;4 – сульфат свинцю; 5 – електроліт низької густини

Основні електричні характеристики:

1. ЕРС - різниця потенціалів між електродами акумулятора при розімкненому зовнішньому ланцюзі (1,92 - 2,15 В).

2. Напруга - різниця потенціалів між електродами акумулятора під навантаженням (2 В).

3. Ємність акумулятора - кількість електрики, що віддається повністю зарядженим акумулятором під час його розряджання до допустимої кінцевої розрядної напруги (1,7В).