铅酸电池是由正极、负极、电解液和容器组成的。其中,正极常用的是铅二氧化物,负极常用的是电极极板。电解液为硫酸水溶液,容器则需要承受电解液的腐蚀,一般采用塑料或搪瓷制成。
铅酸电池的正极和负极之间通过电解液连接,形成一个电化学反应催化的电池。通过正极与负极之间的电子流动,铅酸电池能够产生电能。
铅酸电池的正极是铅二氧化物,放电过程中,铅二氧化物会失去氧元素,转化成三价铅,同时反应出一个水分子。这个反应也叫铅二氧化物的还原反应。
铅酸电池的负极是极板或铅。放电过程中,极板或铅上的铅会和硫酸形成二价铅和硫酸根离子的化合物,同时反应出两个电子,这个反应也叫铅负极的氧化反应。
铅酸电池的电解质是硫酸水溶液。在电池中,硫酸扮演着导电的角色,同时也是电化学反应的第三个重要组成部分。
铅酸电池的优点在于成本低、容易制造、维护简单、可重复充电,这也是为什么铅酸电池在过去几十年得到广泛应用的原因之一。
不过,铅酸电池也有缺点,最主要的缺点是密度低以及自放电现象比较严重。密度低的缺点导致电池的能量密度较低,自放电现象比较严重的缺点则导致铅酸电池长期储存后容易失效。
铅酸电池应用广泛,适应于低功率的直流电源领域,包括车载电池、太阳能电池、UPS电源等等。铅酸电池在车辆引擎启动、灯具照明、通讯系统、安保系统、医疗器材等方面也有广泛应用。
然而,随着新型电池技术的快速发展,逐渐有越来越多的替代品出现,如锂离子电池和钠离子电池等。