一、蓄电池的工作原理

1.蓄电池的基本组成

铅酸蓄电池的核心部件是正、负极板和电解液。在充足电的状态下，正极板上能通过电化学反应而释放出电量的化学物质是二氧化铅（PbO₂），负极板上的则是纯铅（Pb），PbO₂和Pb均被称为活性物质。铅酸蓄电池的电解液由纯净的硫酸和蒸馏水按一定的比例配制而成。蓄电池的基本组成如图1-5所示。

图1-5 蓄电池的基本组成

1—外壳 2—正极桩 3—正极板 4—负极板 5—负极桩

2.蓄电池的基本工作原理

（1）蓄电池电动势的建立

铅酸蓄电池正负极板上的活性物质在电解液中会有少量溶解电离（图1-6），使得正极板留下4价的铅离子Pb4+（产生正电荷）而电位升高，负极板则留下电子e（产生负电荷）而电位降低。当PbO₂和Pb的溶解电离达到动态平衡时，正负极板上就有稳定数量的正电荷和负电荷，从而在正负极板之间形成电位差，这个电位差就是蓄电池的电动势。

（2）蓄电池的放电过程

当蓄电池正负极桩之间连接负载后，就会在其电位差（电动势）的作用下形成放电电流（图1-6），这时正、负极板上的正、负电荷减少，失去原来的动态平衡，极板上的活性物质就会继续溶解电离，以补充被消耗掉的电荷，使蓄电池的电动势得以保持。放电后，蓄电池极板的活性物质转化成了硫酸铅（PbSO₄），电解液的水分增加，硫酸减少，故而电解液的密度会有所下降。

图1-6 蓄电池放电过程示意图

（3）蓄电池的充电过程

当蓄电池正负极桩之间连接充电电源后，就会形成充电电流（图1-7），在电源力的作用下，使放电后在正负极板上生成的硫酸铅逐渐还原为活性物质二氧化铅和纯铅。充电过程使蓄电池极板的活性物质得以恢复，电解液中的水分减少，硫酸的成分增加，因而电解液的密度会上升。

图1-7 蓄电池充电过程示意图