蓄电池又称电池、蓄电设备等,是将化学能通过电化学反应转化为电能并储存起来的装置,其主要组成部分包括正极、负极、电解液、隔膜、容器和端子等。
正极和负极是蓄电池中最为重要的两部分,正极一般由过氧化铅制成,而负极则由纯铅制成。它们分别承担着不同的电化学反应,正极在放电时会脱去固定在过氧化铅板表面的氧气,形成二氧化铅电极,并释放出电子;而负极则会脱去表面的铅,形成一层不溶于电解液的铅二次锡,同时也释放出电子。
正极和负极在充电时,反应过程则是相反的,正极会吸收来自外部充电器的电子,并生成过氧化铅,而负极则会吸收电子,将铅二次锡还原为纯铅。
电解液是蓄电池中的另一个关键部分,通常为稀硫酸或盐酸水溶液,它充当了导电剂和载体的双重角色。在放电时,电解液会被良好地分离,让负极和正极之间能够进行电子交换和离子迁移;而在充电时,电解液中的离子会在偏正极和负极的电场作用下被重新分离。
隔膜作为电解液中的分离器,主要防止正负极直接接触而导致短路,其材料为纤维素或聚合物膜等微孔材料,能够阻挡大分子和带电粒子的自由扩散。
容器是蓄电池的主体,也就是所谓的电池壳。常用的容器材料有聚丙烯、ABS、PVC等合成材料,能够有效地提高防腐能力,同时也要具备足够的强度和耐电解液性。
端子则是蓄电池的输出和输入接口,包括正、负极端子和可能存在的其他输出端子。一般来说,端子材料也采用纯铅制成,内置一个螺纹结构,能够方便地固定电线等外部设备。
蓄电池的组成看似简单,但各个部分之间的交互关系相当复杂,相互配合,实现了能量的转化和储存,为一些特殊行业、家庭等提供了便利。