閥控密封鉛酸電池結構(參見圖1)
圖1 密封鉛蓄電池結構
1) 端子 2）中蓋
3）面蓋 4）氣閥
5）極柱 6）負極板
7）隔膜 8）正極板
9）電池槽
閥控密封鉛酸電池工作原理
鉛 酸 電 池 的 電 極 反 應 式 為：
（＋） PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2e ≒ PbSO4 + 2H2O
（--） Pb + HSO4 - ≒ PbSO4 + H+ +2e
a) 充 電 電 池 充 電 時 正 極 由 硫 酸 鉛（PbSO4） 轉 化 成 棕 色 二 氧 化 鉛（PbO2）， 負 極 則 由PbSO4 轉 變 為 灰 色 鉛Pb。 隨 充 電 過 程 進 行，正 極 電 位 逐 漸 升 高， 負 極 電 位 降 低。 在 充 電 末 期，會 發 生 水 的 電 解 反 應，正 極 開 始 產 生 氧 氣，負 極 則 由 于 活 性 物 質 過 量 且 加 入 析 氫 電 位 高 的 金 屬（ 如 鈣，鎘）而 不 會 產 生 氫 氣。正 極 產 生 的 氧 氣 透 過 隔 膜 傳 遞 到 負 極，與 負 極 鉛 化 合 成 氧 化 鉛，氧 化 鉛 與 硫 酸 化 合 生 成 水， 即 水 可 以 循 環 利 用， 因 此 在 使 用 過 程 中 不 需 加 水 維 護， 從 而 實 現 電 池 密 封。 密 封 鉛 蓄 電 池 要 求 必 須 恒 壓 充 電， 就 是 為 了 保 證 充 電 末 期 僅 有 少 量 氧 氣 產 生， 以 便 能 及 時 傳 遞 到 負 極 重 新 化 合， 避 免 水 的 損 失； 相 反， 如 果 充 電 電 壓 過 高， 會 有 大 量 要 氧 氣 產 生， 因 氧 氣 來 不 及 化 合 使 內 壓 急 劇 增 加， 最 后 沖 開 安 全 閥 釋 放 出 來， 造 成 水 的 損 失 ，嚴 重 影 響 電 池 壽 命。
b) 放 電 電 池 放 電 時， 正 極 由 二 氧 化 鉛 轉 變 為 硫 酸 鉛， 負 極 由 海 綿 狀 鉛 變 為 硫 酸 鉛。 放 電 過 程 中 電 池 電 壓 逐 漸 下 降， 硫 酸 濃 度 不 斷 降 低。 在 放 電 末 期， 由 于 正 負 極 生 成 的 不 良 導 電 體 硫 酸 鉛 逐 漸 積 累 使 電 極 歐 姆 電 阻 迅 速 增 大， 同 時 硫 酸 濃 度 下 降 后 氫 離 子 擴 散 緩 慢， 導 致 電 池 電 壓 下 降 很 快， 此 時 應 終 止 放 電， 否 則 出 現 過 放 電。 電 池 過 放 電 的 害 處 是 部 分 硫 酸 鉛 再 充 電 時 不 能 正 常 轉 化 和 恢 復， 下 次 放 電 時 電 池 容 量 降 低。 多 次 過 放 電 會 造 成 電 池 容 量 迅 速 衰 減， 使 用 壽 命 顯 著 縮 短。