Pin chì-axit là gì?
Oct 31, 2022
https://youtu.be/kNGg0P7B5fI
Pin axit chì là loại pin sạc sử dụng chì và axit sunfuric đóng vai trò. Chì được ngâm trong axit sunfuric để cho phép các phản ứng hóa học được kiểm soát.
Phản ứng hóa học này là nguyên nhân tạo ra năng lượng của pin. Phản ứng sau đó được đảo ngược để sạc pin.
Vật liệu cho pin chì-axit
Các vật liệu hoạt động chính cần thiết để chế tạo pin axit-chì là:
Chì peroxide (PbO2): chất màu nâu sẫm, cứng và giòn, tạo thành bản cực dương.
Chì xốp (Pb): Chì nguyên chất ở điều kiện xốp mềm sẽ tạo thành bản âm.
Axit sunfuric loãng (H2SO4): là axit mạnh và điện ly tốt. Nó bị ion hóa cao và phần lớn nhiệt tỏa ra trong quá trình pha loãng đến từ quá trình hydrat hóa các ion hydro. Đối với ắc quy axit chì có nước: axit=3:1.
Pin chì-axit hoạt động như thế nào?
Pin axit chì được làm bằng tấm điện cực chì peroxide và tấm điện cực chì bọt biển được ngâm trong axit sunfuric loãng. Dòng điện được kết nối bên ngoài giữa các bảng này. Trong axit sunfuric loãng, các phân tử axit phân tách thành ion hydro dương (H+ ) và ion sunfat âm (SO4 --). Khi đến tấm PbO2, các ion hydro nhận electron từ đó và trở thành nguyên tử hydro, tấn công lại PbO2 và tạo thành PbO và H2O (nước). PbO này phản ứng với H2SO4 tạo thành PbSO4 và H2O (nước).
Các ion (anion) SO4 - di chuyển đến điện cực (cực dương) nối với cực dương của nguồn điện một chiều, tại đây chúng sẽ nhường các electron thừa và trở thành gốc tự do SO4. SO4 gốc này không thể tồn tại một mình; Do đó, nó phản ứng với PbSO4 của cực dương để tạo ra peroxit chì (PbO2) và axit sunfuric (H2SO4).
Khi pin được sạc
Sạc là một quá trình đảo ngược phản ứng điện hóa. Nó chuyển đổi năng lượng điện từ bộ sạc thành năng lượng hóa học trong pin. Tuy nhiên, pin không lưu trữ năng lượng. Nó giữ lại năng lượng hóa học cần thiết để tạo ra điện.
Nếu điện áp của bộ sạc cao hơn pin, bộ sạc pin sẽ đảo ngược dòng điện. Bộ sạc tạo ra quá nhiều electron trên tấm âm và các ion hydro dương bị hút vào chúng. Hydro phản ứng với chì sunfat để tạo ra axit sunfuric và chì. Khi hầu hết sunfat biến mất, hydro tăng lên từ bản âm. Oxy trong nước phản ứng với chì sulfat trên tấm cực dương để biến nó trở lại thành chì điôxit. Khi phản ứng sắp hoàn thành, bọt khí oxi nổi lên từ bản dương. Điều này được gọi là chảy máu.
tự xả
Một tính năng xấu của pin chì-axit là chúng tự phóng điện, ngay cả khi không sử dụng. Nguyên tắc chung là tỷ lệ tự xả một phần trăm mỗi ngày. Tốc độ tăng ở nhiệt độ cao và giảm ở nhiệt độ thấp.
Sự thay đổi chất điện phân trong ắc quy chì-axit sau khi sạc và xả
Khi xả pin chì, axit sunfuric trong chất điện phân giảm, hàm lượng nước tăng và trọng lượng riêng của dung dịch giảm.
Khi sạc pin axit-chì, axit sunfuric trong chất điện phân tăng liên tục, nước giảm dần và trọng lượng riêng của dung dịch tăng lên.
Trên thực tế, sự thay đổi trọng lượng riêng của chất điện phân quyết định trạng thái sạc của pin axit-chì. Đây là lý do tại sao điều quan trọng là phải liên tục tưới nước cho pin để đảm bảo rằng bạn tận dụng tối đa pin.
