Discussione su anodo e catodo di batterie al piombo

Ilanodo e catodo nella batteria sono direttamente opposti, maessipartecipano anche alla reazione chimica. Quando si scarica, la batteria è collegata al carico del circuito esterno e gli elettroni fluiscono dalla piastra negativa attraverso il carico del circuito esterno alla piastra positiva, in modo che il potenziale della piastra positiva diminuisca.

Durante la carica, è l'inverso della reazione di scarica. I poli positivo e negativo della batteria sono collegati all'alimentazione DC quando la tensione di alimentazione è superiore alla forza elettromotrice(E) della batteria, la corrente scorre nel polo positivo della batteria e fuoriesce dal polo negativo della batteria, ovvero gli elettroni fluiscono verso il polo negativo dalla piastra positiva attraverso il circuito esterno.

Prima che l'elettrodo negativo della batteria si scarichi, la superficie dell'elettrodo ha una carica negativa e la soluzione vicino ad essa ha una carica positiva ei due sono in equilibrio. Durante la scarica, gli elettroni vengono immediatamente rilasciati nel circuito esterno. La carica negativa sulla superficie dell'elettrodo diminuisce, mentre la reazione di ossidazione della dissoluzione del metallo procede lentamente(Me - e →Io+), che non può integrare tempestivamente la riduzione degli elettroni sulla superficie dell'elettrodo e lo stato di carica sulla superficie dell'elettrodo cambia.

Questo stato di ridotta carica negativa sulla superficie fa sì che gli elettroni nel metallo lascino l'elettrodo e lo ione metallico Me+ a trasferirsi nella soluzione, accelerando il Me-e→Me+reazione. C'è sempre un momento in cui si raggiunge un nuovo equilibrio dinamico.

Tuttavia, rispetto a prima della scarica, il numero di carica negativa sulla superficie dell'elettrodo diminuisce e il potenziale dell'elettrodo corrispondente diventa positivo. Cioè, la tensione di polarizzazione elettrochimica diventa alta, il che ostacola gravemente la normale corrente di carica. Allo stesso modo, quando l'elettrodo positivo della batteria si scarica, il numero di cariche positive sulla superficie dell'elettrodo diminuisce e il potenziale dell'elettrodo diventa negativo.

Come è la tensione del positivo e del negativo elettrodo nella batteria generata

Una corrente può fluire attraverso un filo perché c'è una differenza tra alta energia potenziale e bassa energia potenziale in una corrente. Questa differenza è chiamata differenza di potenziale o tensione. In altre parole, in un circuito, la differenza di potenziale tra due punti qualsiasi è chiamata tensione in quei punti. La tensione è solitamente rappresentata dalla lettera U e l'unità di misura della tensione è volt (V), che è l'abbreviazione di volt, ed è rappresentata dal simbolo V. L'alta tensione può essere espressa in kilovolt (kV), la bassa tensione può essere espressa in millivolt (mV) o microvolt (μV). La tensione è la causa della corrente elettrica.

La tensione della batteria nota anche come forza elettromotrice, la batteria ha elettrodi positivi e negativi, la forza elettromotrice è la differenza tra il potenziale dell'elettrodo di equilibrio di due elettrodi, con la batteria al piombo come esempio,E=f+0-f-0+RT/F*In(unH2SO4/unH2O).

E- la forza elettromotrice

f+0 - Potenziale positivo dell'elettrodo standard, il suo valore è 1.690

f-0 - potenziale elettrodo standard negativo, il suo valore è -0,356

R - Costante generale del gas, con un valore di 8.314

T - Temperatura, che è correlata alla temperatura della batteria

F - Costante di Faraday, con un valore di 96500

unH2SO4 - Attività dell'acido solforico e concentrazione dell'acido solforico

unH2O - L'attività dell'acqua, dipendente dalla concentrazione di acido solforico

Come si può vedere dall'equazione sopra, la forza elettromotrice standard della batteria al piombo è 1.690- (-0.0.356) =2.046V, quindi la tensione nominale della batteria è 2V. La forza elettromotrice della batteria al piombo è anche correlata alla temperatura e alla concentrazione di acido solforico.

Quando la batteria è scarica, la reazione positiva è :PbO2+4H++SO42-+ 2E -=PbSO4+2H2O

Reazione negativa :Pb+SO42-- 2E -=PbSO4

Reazione totale: PbO2+Pb+2H2SO4===2PbSO4+2H2O (la reazione a destra è scarica, la reazione a sinistra è carica)

Quando lo carichi, se è collegatoal contrario, esso brucia perché nell'equazione chimica sopra, la reazione di carica non funziona come dovrebbe, quindi il materiale nella batteria puòNot essere riciclato,poi brucia.