UPS蓄电池的工作原理

“双极硫酸盐化理论”可以说是铅蓄电池在放电的时候，蓄电池正负极的活性物质都变成了硫酸铅(PbSO; )，蓄电池充电以后又会恢复到原来的状态，也就是说正极转变成二氧化铅(PbO& )，负极转变成海绵状铅(Pb).

(一) 电动势的产生

二氧化铅是铅蓄电池正极板上的活性物质，负极板上的活性物质是海绵状铅。稀硫酸溶液再通过电化学作用，正、负极板与电解液之间就产生了电极电位，而正、负两极间电位差就是蓄电池的电动势。

负极板上的海绵状金属铅由二价铅离子(Pb2+) 和电子组成。水中的稀硫酸被电离为氢离子(H+ )和硫酸根离子(SO )。负极板被浸入稀硫酸溶液后，二价铅离子进人溶液，然后在极板上留下能自由移动的电子，所以负极板带负电，也就产生了电极电位。正极板上的氧化铅也同样与稀硫酸作用，产生的四价铅正离子(Pb'+ )留在极板上，使正极板带正电产生电极电位。如此，在电池的正、负两极上便产生了电动势。

(2) 放电过程中的电化学反应

1) 负极上铅原子在放电过程中失去两个电子，变成二价铅正离子(Pb2+ )。硫酸分子(HzSO;) 分解成两个氢离子(H+ )和一个硫酸根离子(s0号)。这个时候二价铅正离子(Pb2+) 与一个硫酸根离子结合成硫酸铅(PbSO,) 分子，附在负极板上。两个氢离子(H+) 留在电解液中，经过正极化学反应。负极板失去的电子通过外电路流入到正极。化学反应方程式如下:

2) 正极的电化学反应 正极上的PbO放电开始后， 由于与电解液中的水分子作用，生成四价铅离子(Pb+ )和四个氢氧根离子(OH )。每个四价铅离子分别接受负极传来的两个电子后生成Pb2+，再进人溶液与硫酸根(SOF )结合成硫酸铅分子(PbSO;) 附在正极上，氢氧根离子(OH-) 经过与溶液中氢离子(H+ )反应生成水分子。化学反应方程式如下:

3）铅蓄电池放电过程中总的电化学反应 将负极的电化学反应与正极的电化学反应相加起来，就可以得到铅蓄电池放电过程中的总反应方程式。铅蓄电池放电过程中的电化学反应图如下

铅蓄电池在放电过程中两极都生成了硫酸铅，由于放电的不断进行，所以硫酸逐渐被消耗，同时又生成水，使电解液的浓度慢慢降低。所以电解液密度的高低可以看出铅蓄电池放电的程度。富液式铅蓄电池的密度是放电终了的标志之一。一般情况，当电解液密度下降到1.15~1.17kg/L 左右的时候，应该立即停止放电，否则电池就会因为过量放电而造成损坏。