Обсъждане на анода и катода на оловно-киселинната батерия

Ванод и катод в батерията са точно срещуположни, нотесъщо участват в химическата реакция. При разреждане батерията се свързва към товара на външната верига и електроните преминават от отрицателната плоча през товара на външната верига към положителната плоча, така че потенциалът на положителната плоча намалява.

При зареждане е обратна на реакцията на разреждане. Положителните и отрицателните полюси на батерията са свързани към DC захранването, когато захранващото напрежение е по-високо от електродвижещата сила(И) на батерията, токът тече в положителния полюс на батерията и изтича от отрицателния полюс на батерията, тоест електроните се стичат към отрицателния полюс от положителната плоча през външната верига.

Преди да се разреди отрицателният електрод на батерията, повърхността на електрода има отрицателен заряд, а разтворът в близост до него има положителен заряд и двете са в равновесие. При разреждане електроните незабавно се освобождават към външната верига. Отрицателният заряд на повърхността на електрода намалява, докато окислителната реакция на разтваряне на метала протича бавно(Ми - и →Аз+), което не може своевременно да допълни намаляването на електроните на повърхността на електрода и зареденото състояние на повърхността на електрода се променя.

Това състояние на намален отрицателен заряд на повърхността насърчава електроните в метала да напуснат електрода и металния йон аз+ да се прехвърли в разтвора, ускорявайки аз-и→аз+реакция. Винаги има момент, в който се достига ново динамично равновесие.

Въпреки това, в сравнение с преди разряда, броят на отрицателния заряд на повърхността на електрода намалява и съответният електроден потенциал става положителен. Тоест, електрохимичното поляризационно напрежение става високо, което силно затруднява нормалния ток на зареждане. По същия начин, когато положителният електрод на батерията се разреди, броят на положителните заряди на повърхността на електрода намалява и потенциалът на електрода става отрицателен.

Как е напрежението на положителното и отрицателното електрод в генерираната батерия

Токът може да тече през проводник, защото има разлика между висока потенциална енергия и ниска потенциална енергия в ток. Тази разлика се нарича потенциална разлика или напрежение. С други думи, във верига потенциалната разлика между всякакви две точки се нарича напрежение в тези точки. Напрежението обикновено се представя с буквата U, а единицата за напрежение е волт (V), което е съкращение от волт и е представено със символа V. Високото напрежение може да се изрази в киловолтове (kV), ниско напрежение може да се изрази в миливолта (mV) или микроволта (μV). Напрежението е причина за електрически ток.

Напрежението на батерията, известно също като електродвижеща сила, батерията има положителни и отрицателни електроди, електродвижещата сила е разликата между потенциала на балансиращия електрод на два електрода, с оловно-киселинна батерия като пример, E=е+0-е-0+RT/F*в(аH2SO4/аH2O).

И- електродвижещата сила

е+0 - Положителен стандартен електроден потенциал, неговата стойност е 1,690

е-0 - отрицателен стандартен електроден потенциал, неговата стойност е -0,356

R - Обща газова константа, със стойност 8,314

T - Температура, която е свързана с температурата на батерията

F - константа на Фарадей, със стойност 96500

аH2SO4 - Активност на сярната киселина и концентрация на сярна киселина

аH2O - Активността на водата, зависима от концентрацията на сярна киселина

Както може да се види от горното уравнение, стандартната електродвижеща сила на оловно-киселинната батерия е 1,690-(-0,0,356) =2,046V, така че номиналното напрежение на батерията е 2V. Електродвижещата сила на оловно-киселинната батерия също е свързана с температурата и концентрацията на сярна киселина.

Когато батерията е разредена, положителната реакция е :PbO2+4H++SO42-+ 2E -=PbSO4+2H2O

Отрицателна реакция :Pb+SO42-- 2E -=PbSO4

Обща реакция :PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O (реакцията вдясно е разреждане, реакцията отляво е зареждане)

Когато го зареждаш, ако е свързанобратно, то изгаря, защото в химическото уравнение по-горе реакцията на зареждане не работи както трябва, така че материалът в батерията моженеT бъде рециклиран,тогава гори.