鉛蓄電池のしくみとは?

鉛蓄電池

乾電池は電圧が下がってしまうと、もう使えません。
しかし、鉛蓄雷池はある程度電圧が下がると
外から電気を送り込むことによって、くりかえし使うことができます。




鉛蓄電池のしくみは、
陽極は二酸化鉛、陰極は鉛の板でできていて
それを互い違いにならべ、互いに触れ合わないいように
あいだにガラス繊維のマッ卜が差し込んであります。

そして、これらのものが希硫酸中につけられています。

鉛蓄電池のイオンの反応は複雑ですが
陽イオンと陰イオンの反応であることに違いはありません。

電池から電気を取り出して使うことを放電といいます。
また、反対に、電池に電気を送り込んで
再び放電することができるようにすることを充電といいます。

まず、放電のときについて考えてみると
陰極においては、鉛が陰極に電子を残して鉛イオンとなりますが
すぐに硫酸イオンと反応して溶けにくい硫酸鉛になり、陰極の表面に残ります。

このため、乾電池のときと同じように
電解液の中に鉛イオンが増えることはなく
イオン化はさまたげられません。



陽極においては、液中の水素イオンが
陽極から電子を受け取って水素になりますが
陽極の二酸化鉛に酸化されて水になります。

このとき、陽極の二酸化鉛は
一酸化鉛になりますが、硫酸と反応して、やはり硫酸鉛になります。

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この陽極の反応をまとめると上の化学反応式のようになります。

このようにして放電をつづけると
陰極も陽極もしだいに、硫酸鉛になり、電池の起電力は下がってきます。

鉛蓄電池の陰極(鉛)と陽極(二酸化鉛)の一つの組みあわせの起電力は約2ボルトです。

これが1.8ボルトぐらいに下がったら電池に電気を送りこんでやると
放電の場合と全く反対向きの反応が起こり陰極は鉛に、陽極は二酸化鉛にもどります。

これが充電です。

なお、放電のとき、反応式を見てもわかるように
硫酸液中の硫酸イオンや水素イオンが使われ、硫酸が減ってきます。

そのため、液の比重が小さくなるので
比重をはかれば、電池がどのくらい使われたかがわかります。







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