在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。
好处是,稳定性可靠,容量大承受冲击负荷能力强因为韧性好,原材料取用方便,成本低廉。
铅酸蓄电池电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。荷电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅;放电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。
铅酸蓄电池电极反应式为:
充电:2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2SO4(电解池)
阳极:PbSO4 + 2H2O- 2e - === PbO2 + 4H+ + SO42-
阴极:PbSO4 + 2e -=== Pb + SO42-
放电:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(原电池)
负极:Pb + SO42-- 2e - === PbSO4
正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e -=== PbSO4 + 2H2O
铅酸蓄电池自发明后,在化学电源中一直占有绝对优势。这是因为其价格低廉、原材料易于获得,使用上有充分的可靠性,适用于大电流放电及广泛的环境温度范围等优点。
但是铅是有毒的,而且泄漏的铅对环境有很大的破坏作用,所以未来的大容量电池以锂或铁离子电池为发展方向。