引用:
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作者泡泡
1.正常電池耗盡後,不是因為電池-內電阻增加,才有電壓仍在,卻推不動設備情況嗎? 所以我推測失去作用的電池會是個大電阻
2.充電不是要正電源對電池正極&負對負嗎?
3.電池極性反轉我真是不知是甚,也查不到相關資料
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1. 失去作用的電池, 在迴路上是否呈現高值電阻或是開路的情況, 要看反應後的物質是否仍可導電, 若可導電, 就相當於一個電解槽..
2. 從上次那張圖可以看出, 原本負極 (電解槽陽極) 的地方被輸入正電, 引起氧化反應, 而原本陽極 (電解槽陰極) 的地方輸入負電, 引起還原反應..
3. 簡單舉鉛酸電池為例, 一個正常的鉛酸電池, 正極為二氧化鉛, 負極為鉛, 電解液為硫酸, 放電時的反應是 (充電時箭頭反向):
PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
一莫耳氧化鉛 + 一莫耳鉛 + 兩莫耳硫酸 → 兩莫耳硫酸鉛 + 兩莫耳水
其中正極: PbO2 + 4H+ + SO4- + 2e- → PbSO4 + 2H2O
而負極為: Pb + SO4- → PbSO4 + 2e-
此種電池, 兩邊電極的反應產物都為硫酸鉛, 硫酸鉛本身是難溶於水, 但可溶於較濃的硫酸溶液.
甲. 倘若此電池在裝設時, 兩邊電極都各為一單位的反應物 (正極為 PbO2, 負極為 Pb), 而 H2SO4 的總量只為兩單位, 那麼放電反應後, 電解液裏只有硫酸鉛與水; 已知硫酸鉛本身難溶於水, 所以會沉澱, 導致電解液本身只剩下水, 只是微導電, 那麼此顆電池無法被充電, 回復成為原本的狀態, 所以只能拿來當作一次電池.
乙. 倘若此電池在裝設時, 兩邊電極都各為一單位的反應物 (正極為 PbO2, 負極為 Pb), 而 H2SO4 的總量遠多於兩單位, 那麼放電反應後, 電解液裏還有硫酸可導電, 硫酸鉛也會被溶解, 那麼此顆電池可被充電還原, 為二次電池.
以甲的情況, 因為放電反應後的電解液難導電, 所以在迴路上會呈現高值電阻的情況, 而且隨著放電的過程, 電池內阻增加得很快, 就如同您說的狀況; 就算反向充電 (放在電池 B 的位置, 維持電池組的電流方向), 最終也會因為阻值過高而呈現幾近開路; 但因為它不完全為開路, 仍有微電流, 所以會在原本的陽極 (此時為電解槽的陰極) 電解出氫, 在原本的陰極 (此時為電解槽的陽極) 電解出氧.
以乙的情況, 放電反應後的電解液仍可導電, 所以在迴路上會呈現低值電阻的情況, 且為無電壓但仍可導電; 在電池 B 的位置, 維持電池組的電流方向, 會變成原本的陽極 (此時為電解槽的陰極) 析出 Pb, 原本的陰極 (此時為電解槽的陽極) 析出 PbO2, 陽極變陰極, 陰極變陽極, 極性反轉.
因為充當反應物支架的材料與結構, 一般得依陽極與陰極反應物的不同而有所不同, 所以一但出現極性反轉, 會對支架的材料結構構成破壞性影響, 對可充電的二次電池而言, 為不可逆的破壞..
所以對一次電池來說, 看其構成的材料與結構, 若在放電完畢後仍為可導電, 且金屬桶本身也為電池的陰極, 那麼已知維持電流方向會對該電池 (此時的身分為電解槽) 的原本的陰極 (電解槽的陽極) 提供氧化反應, 原本的陽極 (電解槽的陰極) 為還原反應, 就很可能導致金屬桶被腐蝕穿透..
另外充電的行為 (不管正向或反向), 形同對該電解液及其內含物進行電解, 電解行為若是會產生氣體, 那麼.............請參考鹼性電池上面的警告說明..... 所以相同種類規格的電池不要新 (飽電) 舊 (快要沒電) 混用, 不同種類的電池也不要混用.