铅蓄电池内的阳极PbO2及阴极Pb浸到电解液稀硫酸中,两极间会产生2V的电力,这是根据铅蓄电池原理,经由充放电,则阴阳极及电解液即会发生如下的变化:
1.1 放电中的化学变化
阳极 电解液 阴极
PbO2 + 2H2SO4 + Pb - PbSO4 + 2H2O + PbSO4 放电反应
过氧化铅 硫酸 海绵状铅
蓄电池连接外部电路放电时,稀硫酸即会与阴、阳极板上的活性物质产生反应,生成新化合物『硫酸铅』。经由放电硫酸成分从电解液中释出,放电愈久,硫酸浓度愈稀薄。所消耗之成份与放电量成比例,只要测得电解液中的硫酸浓度,亦即测其比重,即可得知放电量或残余电量。
1.2 充电中的化学变化
阳极 电解液 阴极
PbSO4 + 2H2O + PbSO4 - PbO2 + 2H2SO4 + Pb 充电反应
硫酸铅 水 硫酸铅
由于放电时在阳极板,阴极板上所产生的硫酸铅会在充电时被分解还原成硫酸,铅及过氧化铅,因此电池内电解液的浓度逐渐增加, 亦即电解液之比重上升,并逐渐回复到放电前的浓度,这种变化显示出蓄电池中的活性物质已还原到可以再度供电的状态,当两极的硫酸铅被还原成原来的活性物质时,即等于充电结束,而阴极板就产生氢,阳极板则产生氧,充电到阶段时,电流几乎都用在水的电解,因而电解液会减少,此时应以纯水补充之。