Дискусия върху анода и катода на оловно-киселинна батерия

Theанод и катод в батерията са точно срещуположни, нотесъщо участват в химическата реакция. При разреждане батерията е свързана 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 обратната на реакцията на разреждане. Положителният и отрицателният полюс на батерията са свързани към DC захранването, когато захранващото напрежение е по-високо от електродвижещата сила(И) на батерията, токът протича в положителния полюс на батерията и изтича от отрицателния полюс на батерията, т.е. електроните текат към отрицателния полюс през положителната пластина през външната верига.

Преди отрицателният електрод на батерията да се разреди, 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 във външната верига. Отрицателният заряд на повърхността на електрода намалява, докато окислителната реакция на разтваряне на метала напредва бавно(Ми - и →Аз+), които не могат своевременно да допълнят 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 разреждането, броят на отрицателния заряд на повърхността на електрода намалява и съответният потенциал на електрода става положителен. Това означава, че електрохимичното поляризационно напрежение става високо, което силно възпрепятства 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 положителния и отрицателния електрод в генерираната батерия

Ток може да тече през проводник, защото има разлика между висока потенциална енергия и ниска потенциална енергия в тока. Тази разлика се нарича потенциална разлика или напрежение. С други думи, в една верига потенциалната разлика между всеки 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 се представя със символа V. Високото напрежение може да се изрази в киловолта (kV), ниското напрежение може да се изрази в миливолта (mV) или микроволта (мV). Напрежението е причината за електрическия ток.

Напрежението на батерията, известно още 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=f+0-f-0+RT/F*в(аH2SO4/аH2O).

И- електродвижещата сила

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

f-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 - константата 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 вляво е заряд)

Когато го зареждате, ако е свързанобратно, то изгаря, защото в химическото уравнение по-горе реакцията на зареждане не работи както трябва, така че материалът в батерията моженеt да бъдат рециклирани,тогава то изгаря.