NPP蓄(xù)電池的正極與負極的“秘密”
NPP蓄電池(耐普蓄電池)中的正負極是直接對立得到,同(tóng)時也會參加化學反應。
NPP蓄電池放電時與外電路的負荷接通,電子從負極板經(jīng)過外電路的負荷流往正極(jí)板,使正極板(bǎn)的電位下降(jiàng)。
NPP蓄電池充電時,它是放電反應的逆過程。充電時耐普蓄電池的正負兩極接通直流電源,當電(diàn)源電壓高於npp電池的電動勢E時,電流由耐普蓄電池的正極流入,從npp蓄電池的負極流出,也就是電(diàn)子由正極(jí)板經外電路流往負極板。
NPP蓄電池的負極放電前,電極表麵帶有負電荷,其附近溶液帶有正電荷,兩者處於(yú)平衡(héng)狀態。放電時,立即有電子釋放給外電路。電極表(biǎo)麵負電荷減少,而金屬溶解的氧化反應進(jìn)行緩慢Me-e→Me+,不能及(jí)時補(bǔ)充電極表(biǎo)麵(miàn)電子的減少,電極表麵帶電狀態發生變化。
這種表麵負電荷減少的狀態促進金屬中電子離開電極,金屬離子Me+轉入溶液,加(jiā)速Me-e→Me+反應(yīng)進行。總有一個時刻(kè),達到新的動態(tài)平衡(héng)。
但與(yǔ)放電前(qián)相比,電極表(biǎo)麵所帶負電荷數目(mù)減少了,與此(cǐ)對應的(de)電極電勢變正。也就是電化學極化電壓變高,從而嚴重阻礙了正(zhèng)常的充電電流。同理,電池正極放電時,電極表麵所帶正電荷(hé)數目減少,電極電勢變負。
NPP蓄電池中正(zhèng)負(fù)極的電(diàn)壓時如何產生(shēng)的
電流之所以能夠在導線中流動,也是因為在電流中有著高(gāo)電勢能和低電勢能之間的差別。這種差別(bié)叫電勢差,也叫電壓。
換句話說,在電(diàn)路中,任意兩點之間的電位差稱為(wéi)這兩點的電壓。通常用字母U代(dài)表電壓,電壓的單位(wèi)是伏特(V),簡稱(chēng)伏,用符號V表(biǎo)示。高
電壓可以用(yòng)千伏(kV)表示,低電壓可以(yǐ)用毫伏(mV)表示,也可以用微伏(μv)表示。電壓(yā)是產生電流的原因。
NPP蓄電池的電壓又稱電動勢,npp電池內有正、負兩個電極,電動勢是兩個電極(jí)的平衡電極電位之差,以鉛酸npp電池為例(lì),E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。
其中:E—電動勢
Ф+0—正極標準電極電位,其值為1.690
Ф-0—負極標(biāo)準電極電位,其值為-0.356
R—通用氣體常數,其值為8.314
T—溫度,與電池所處(chù)溫度有關
F—法拉第常數,其(qí)值為96500
αH2SO4—硫酸的活度,與硫酸濃度有關
αH2O—水的(de)活度(dù),與硫(liú)酸濃度有關(guān)
從(cóng)上式中可看出,鉛酸耐普電池的標準(zhǔn)電動勢為1.690-(-0.0.356)=2.046V,因此npp電池的標稱電壓為2V。鉛酸耐(nài)普蓄電池的電動勢還與溫度及硫酸濃度(dù)有(yǒu)關。
NPP蓄電(diàn)池放電時,正極反應為:PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
負(fù)極反應:Pb+SO42--2e-=PbSO4
總反應:PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O(向右反應是放電,向左反(fǎn)應(yīng)是充電)
NPP蓄電池充電時,如果(guǒ)接反,"燒(shāo)"的原理是,上麵這個化(huà)學方程式中,"充電"反應不能按理論進行(háng),倒置電池(chí)中的的材料不能(néng)循環利(lì)用,就"燒"壞了.
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