蓄电池是由正极、负极、电解液和隔板四部分组成的。
电池在充电时,正极会产生氧气,负极则会产生氢气,并向电解液中释放带有磷酸根离子(PO4)的电子,电子沉积在负极表面,而氢气在正极表面与氧气结合。这些反应总称作“水分解反应”。
蓄电池有一个容量,它指的是电池所能存储的电荷总量,通常用安时(Ah)来衡量。电池的电压与电池的容量成正比,当电池容量达到一定程度时,电池内的化学反应会非常缓慢,这会导致电池电压开始逐渐下降。
在充电时,外部电源会向电池正极施加一个比电池电压更高的电压,这样负极就会产生电子重新流回电池内,同时,正极会吸收电子和离子。反应方程式为:正极:PbO2 + SO4^2- +4H+ + 2e- → PbSO4 + 2H2O;负极:Pb + SO4^2- → PbSO4 + 2e-。
一般情况下,电池充电电压不能高于蓄电池最高允许充电电压,否则会使电解液中的水分解,可能导致电池内压力升高而爆裂。
此外,深度放空过的蓄电池在充电时,容易出现电位平衡失调,即电池内部非正常化学反应的产生,导致电极生成氢气,电池前部出现气化和水分解,从而影响电池寿命和性能。