几乎每个便携式和手持式设备都包含一个电池。电池是一种存储设备，在其中存储能量以在需要时提供电能。有在这个现代化的电子世界提供不同类型的电池，他们当中铅蓄电池通常用于高功率电源。通常，铅酸电池体积较大，结构坚固，结构坚固，可以储存大量能量，通常用于汽车和逆变器。
即使在与锂离子电池竞争之后，铅酸电池的需求仍在不断增加，因为与锂离子电池相比，它们更便宜且易于处理。根据一些市场研究，印度铅酸蓄电池市场预计在2018-24期间的复合年增长率将超过9％。因此，它在自动化，汽车和消费电子领域具有巨大的市场需求。虽然大多数电动汽车都配备了锂离子电池，但是仍然有许多电动两轮车使用铅酸电池为汽车提供动力。
在上一教程中，我们了解了锂离子电池，在这里我们将了解铅酸电池的工作，构造和应用。我们还将了解铅酸电池的充电/放电等级，要求和安全性。
铅酸蓄电池的建设
什么是铅酸电池？如果我们将铅酸电池的名称打乱，我们将获得铅，酸和电池。铅是化学元素（符号为Pb，原子序数为82）。这是一个柔软而有韧性的元素。我们知道什么是酸；它在反应时可以捐赠质子或接受电子对。因此，由铅和无水铅酸组成的电池（有时错误地称为过氧化铅）被称为铅酸电池。
现在，内部结构是什么？
铅酸电池由以下几部分组成，我们可以在下图中看到它：
铅酸电池由极板，隔板和电解质，硬质塑料和硬质橡胶外壳组成。
在电池中，所述板是两种类型，正和负。正极是由二氧化铅组成，负极是由海绵铅组成。使用作为绝缘材料的隔板将这两个板分开。整个结构保持在带有电解质的硬质塑料外壳中。所述电解质是水和硫酸。
硬塑料盒是一个单元。单个电池存储区通常为2.1V。由于这个原因，一个12V铅酸电池由6节电池组成，通常提供6 x 2.1V / Cell = 12.6V。
现在，电荷存储容量是多少？
它高度依赖于活性物质（电解质的量）和板的尺寸。您可能已经看到锂电池的存储容量以mAh或毫安小时额定值来描述，但对于铅酸电池，则是安培小时。我们将在后面的部分中对此进行描述。
铅酸电池的工作
铅酸电池的工作完全与化学有关，对此很有兴趣。铅酸电池的充放电条件涉及大量的化学过程。当酸溶解时，稀硫酸H 2 SO 4分子分为两部分。它将产生正离子2H +和负离子SO 4-。如前所述，两个电极连接成极板，即阳极和阴极。阳极捕获负离子，阴极捕获正离子。阳极与SO 4-和阴极之间的这种键具有2H +交换电子，并且进一步与H2O或与水（稀硫酸，硫酸+水）反应。
电池具有化学反应的两种状态，即充电和放电。
铅酸电池充电
众所周知，要给电池充电，我们需要提供高于端子电压的电压。因此，要为12.6V电池充电，可以施加13V电压。
但是，当我们给铅酸电池充电时会发生什么呢？
好吧，与我们之前描述的化学反应相同。具体地，当电池与充电器连接时，硫酸分子分解成两个离子，正离子2H +和负离子SO 4-。氢与阴极交换电子并变成氢，该氢与阴极中的PbSO 4反应并形成硫酸（H 2 SO 4）和铅（Pb）。另一方面，SO 4与阳极交换电子并成为自由基SO 4。该SO 4发生反应以硫酸铅4阳极的和创建的过氧化铅的PbO 2和硫酸（H 2 SO 4）。通过增加硫酸的重力和增加电池电位电压来存储能量。
如上所述，在充电过程中，阳极和阴极发生以下化学反应。
在阴极
PbSO 4 + 2e - => Pb + SO 4 2-
在阳极
硫酸铅4 + 2H 2 O =>的PbO 2 + SO 4 2- + 4H - + 2E -
结合以上两个方程，整体化学反应为
2PbSO 4 + 2H 2 O => PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4
有多种方法可用于给铅酸电池充电。每种方法均可用于特定用途的特定铅酸电池。某些应用程序使用恒定电压充电方法，某些应用程序使用恒定电流方法，而挠痒痒充电在某些情况下也很有用。通常，电池制造商会为特定的铅酸电池提供正确的充电方法。铅酸电池充电通常不使用恒流充电。
铅酸电池中最常用的充电方法是恒压充电方法，就充电时间而言，这是一种有效的方法。在整个充电周期中，充电电压保持恒定，并且电流随着电池充电水平的增加而逐渐降低。
铅酸电池放电
铅酸电池的放电又涉及化学反应。硫酸为稀释形式，与水和硫酸的比例通常为3：1。当负载跨过板连接时，硫酸再次分解为正离子2H +和负离子SO 4。氢离子与反应的PbO 2和使PbO和水H 2 O.的PbO开始与H反应2 SO 4，并创建硫酸铅4和H 2 O.
另一方面，SO 4-离子与Pb交换电子，产生自由基SO 4，该自由基进一步产生与Pb反应的PbSO 4。
如上所述，在放电过程中，阳极和阴极发生以下化学反应。这些反应与充电反应完全相反：
在阴极
铅+ SO 4 2- =>硫酸铅4 + 2E -
在阳极：
的PbO 2 + SO 4 2- + 4H - + 2E - =>硫酸铅4 + 2H 2 ö
结合以上两个方程，整体化学反应为
PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 => 2PbSO 4 + 2H 2 O
由于阳极和阴极之间的电子交换，影响了极板上的电子平衡。然后，电子流过负载，电池放电。
在该放电期间，稀硫酸的重力降低。而且，同时，单元的电势差减小。
危险因素和电气额定值
如果维护不当，铅酸电池将是有害的。由于电池在化学过程中会产生氢气，因此，如果不在通风区域使用它，则非常危险。同样，不正确的充电会严重损坏电池。
铅酸电池的标准额定功率是多少？
每个铅酸电池都提供了用于标准充电电流和放电电流的数据表。通常，适用于汽车应用的12V铅酸电池的范围为100Ah至350Ah。该额定值定义为具有8小时计时周期的放电额定值。
例如，一个160Ah的电池可以在8小时的跨度内向负载提供20A的电源电流。我们可以汲取更多电流，但不建议这样做。如果在8小时内消耗的电流大于最大放电电流，将会损坏电池效率，并且电池内阻也可能发生变化，从而进一步提高了电池温度。
另一方面，在充电阶段，我们应注意充电器的极性，应将其与电池极性正确连接。极性反接对于铅酸电池充电很危险。现成的充电器带有带控制选项的充电电压和充电电流表。我们应该提供比电池更高的电压给电池充电。最大充电电流应与8小时放电速率下的最大电源电流相同。如果我们以相同的12V 160Ah为例，则最大电源电流为20A，因此最大安全充电电流为20A。
我们不应该增加或提供大的充电电流，因为这会导致热量和气体产生。
铅酸电池维护规则
- 浇水是充满铅酸电池最被忽视的维护功能。由于过度充电会减少水量，因此我们需要经常检查。较少的水会在极板上产生氧化作用，从而缩短电池的使用寿命。必要时添加蒸馏水或离子水。
- 检查通风孔，需要用橡皮帽完善它们，通常橡皮帽会紧紧地粘在孔上。
- 每次使用后请给铅酸电池充电。长时间不充电，会使板中发生硫酸化。
- 请勿冻结电池或将其充电至超过49摄氏度。在寒冷的环境中，电池组需要充满电，因为对于结冰而言，完全充电的电池要比空电池更安全。
- 请勿使电池深度放电至每节电池低于1.7V。
- 要存储铅酸电池，需要将其充满电，然后将电解液排干。然后电池将变干并可以长时间保存。