Nguyên lý hoạt động của chì-Bộ sạc pin axit

Trong pin axit chì{0}}, cực dương (PbO2) và cực âm (Pb) được ngâm trong chất điện phân (axit sulfuric loãng). Một dòng điện 2V được tạo ra giữa hai điện cực. Điều này dựa trên nguyên tắc của pin axit chì-. Thông qua quá trình sạc và phóng điện, cực dương, cực âm và chất điện phân trải qua những thay đổi sau: Trong trường hợp đầu tiên là chì sunfat, trạng thái oxy hóa của chì tăng lên và nó bị oxy hóa, với các điện tích dương chảy vào điện cực dương; trong trường hợp thứ hai là chì sunfat, trạng thái oxy hóa của chì giảm và nó bị giảm đi, với các điện tích âm chảy vào điện cực âm.

1. Những thay đổi hóa học trong quá trình phóng điện
Khi pin được nối với mạch điện bên ngoài để phóng điện, axit sulfuric loãng sẽ phản ứng với các vật liệu hoạt động trên các tấm cực dương và cực âm để tạo thành một hợp chất mới, 'chì sunfat'. Trong quá trình phóng điện, axit sulfuric được giải phóng khỏi chất điện phân. Thời gian xả càng lâu thì nồng độ axit sunfuric càng loãng. Lượng axit sulfuric tiêu thụ tỷ lệ thuận với lượng thải ra. Bằng cách đo nồng độ axit sulfuric trong chất điện phân, tức là trọng lượng riêng của nó, có thể xác định được lượng phóng điện hoặc điện tích còn lại.

2. Thay đổi hóa học trong quá trình sạc
Trong quá trình sạc, chì sunfat tạo ra trên các tấm cực dương và cực âm bị phân hủy và khử thành axit sulfuric, chì và chì peroxide. Do đó, nồng độ chất điện phân trong pin tăng dần, nghĩa là trọng lượng riêng của chất điện phân tăng lên và dần trở lại nồng độ trước khi phóng điện. Sự thay đổi này cho thấy các vật liệu hoạt động trong pin đã giảm xuống trạng thái có thể cung cấp năng lượng trở lại. Khi chì sunfat ở cả hai điện cực bị khử thành vật liệu hoạt động ban đầu, quá trình sạc đã hoàn tất. Hydro được tạo ra ở tấm cực âm và oxy được tạo ra ở tấm cực dương. Ở giai đoạn sạc cuối cùng, gần như toàn bộ dòng điện được sử dụng để điện phân nước, do đó làm giảm mức điện phân. Tại thời điểm này, nó cần được bổ sung bằng nước tinh khiết.