7. Bố cục của luận án: Luận án bao gồ m3 chƣơng và phần kết luận.
1.2.1. Phản ứng oxy hóa/khử của vật liệu hoạt động cực âm
Phản ứng oxy hóa/khử của chì thành chì sunphat và ngƣợc lại là phản ứng chính xảy ra trên điện cực âm, tuân theo các phƣơng trình sau [36]:
Pb + SO42- ↔ PbSO4 + 2e- (1.1) EPb/PbSO4 = -0,358 – (2,303RT/2F)lg aSO2 4 (V) PbSO4 + H+ + 2e- = Pb + HSO 4 (1.2) Eh = -0,302 – 0,029 pH – 0,029 lg aHSO4 (V)
Tại pH > 1, các ion SO2-4 là chiếm ƣu thế trong dung dịch. Tại pH < 1, ion HSO4- tham gia vào phản ứng với Pb2+, điện thế cân bằng khi này phụ thuộc vào pH.
Các quá trình cơ bản sau đây xảy ra trên điện cực âm dẫn đến sự hình thành của một lớp chì sunphat xốp [36] (hình 1.4):
a. Phản ứng điện hóa oxy hóa Pb thành ion Pb2+. b. Khuếch tán của ion Pb2+ vào dung dịch.
c. Nồng độ của các ion on Pb2+ và SO42- tiến tới mức độ quá bão hịa cục bộ và chúng phản ứng với nhau hình thành hạt nhân PbSO4 trên bề mặt chì.
d. Pb2+ và SO42- tiến tới mức độ quá bão hòa và kết tủa trên các tinh thể PbSO4 đã hình thành sẵn và vì vậy đóng góp vào sự lớn lên của chúng.
e. Nhƣ một kết quả của sự lớn lên của các tinh thể PbSO4 liền kề, khoảng không gian nội tinh thể trở nên nhỏ hơn và chuyển thành dạng lỗ xốp.
f. Phản ứng điện hóa oxy hóa Pb tiếp diễn trên các vị trí đó của chì sunphat mà có đƣờng dẫn tới chất điện ly. Các ion Pb2+ thu đƣợc di chuyển dọc theo các lỗ xốp của lớp PbSO4 tới dung dịch và các dòng H2SO4 và H2O di chuyển theo chiều ngƣợc lại, vì vậy, thành phần của dung dịch trong các lỗ xốp của lớp PbSO4 thay đổi.