镍镉蓄电池的作业原理
镍镉蓄电池的正极资料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物，负极资料为海绵状镉粉和氧化镉粉，电解液一般为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。当环境温度较高时，运用密度为1.17～1.19（15℃时）的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时，运用密度为1.19～1.21（15℃时）的氢氧化钾溶液。在-15℃以下时，运用密度为1.25~1.27（15℃时）的氢氧化钾溶液。为统筹低温功能和荷电坚持才能，密封镍镉蓄电池选用密度为1.40（15℃时）的氢氧化钾溶液。为了增加蓄电池的容量和循环寿数，一般在电解液中参加少数的氢氧化锂（大约每升电解液加15~20g）。
镍镉蓄电池充电后，正极板上的活性物质变为氢氧化镍〔NiOOH〕，负极板上的活性物质变为金属镉；镍镉电
池放电后，正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍，负极板上的活性物质变为氢氧化镉。
1.放电进程中的电化学反响
（1）负极反响
负极上的镉失掉两个电子后变成二价镉离子Cd2+，然后当即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合生成氢氧化镉Cd(OH)2，沉积到负极板上。
（2）正极反响
正极板上的活性物质是氢氧化镍（NiOOH）晶体。镍为正三价离子（Ni3+），晶格中每两个镍离子可从外电路取得负极转移出的两个电子，生成两个二价离子2Ni2+。与此一起，溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧负离子结合，生成两个氢氧根离子，然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一同，与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。
2.充电进程中的化学反响
充电时，将蓄电池的正、负极别离与充电机的正极和负极相连，电池内部发作与放电时彻底相反的电化学反响，即负极发作复原反响，正极发作氧化反响。
（1）负极反响
充电时负极板上的氢氧化镉，先电离成镉离子和氢氧根离子，然后镉离子从外电路取得电子，生成镉原子附着在极板上，而氢氧根离子进入溶液参加正极反响。
(2) 正极反响
在外电源的效果下，正极板上的氢氧化亚镍晶格中，两个二价镍离子各失掉一个电子生成三价镍离子，一起，晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子，将氧负离子留在晶格上，释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合，生成水分子。然后，两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下的二个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体。
蓄电池充电终了时，充电电流将使电池内发作分化水的反响，在正、负极板大将别离有很多氧气和氢气分出。从上述电极反响能够看出，氢摒化钠或氢氧化钾并不直接参加反响，只起导电效果。从电池反响来看，充电进程中生成水分子，放电进程中耗费水分子，因而充、放电进程中电解液浓度改变很小，不能用密度计检测充放电程度。
3. 端电压
足够电后，当即断开充电电路，镍镉蓄电池的电动势可达1.5V左右，但很快就下降到1.31-1.36V。 镍镉蓄电池的端电压随充放电进程而改变，可用下式表明：
U充=E充+I充R内
U放=E放-I放R内
从上式能够看出，充电时，电池的端电压比放电时高，而且充电电流越大，端电压越高；放电电流越大，端电压越低。
当镍镉蓄电池以规范放电电流放电时，均匀作业电压为1.2V。选用8h率放电时，蓄电池的端电压下降到1.1V后，电池即放完电。
4. 容量和影响容量的首要要素
蓄电池足够电后，在必定放电条件下，放至规则的停止电压时，电池放出的总容量称为电池的额外容量，容量Q用放电电流与放电时刻的乘积来表明，表明式如下：
Q=I·t(Ah)
镍镉蓄电池容量与下列要素有关：
① 活性物质的数量；
② 放电率；
③ 电解液。
放电电流直接影响放电停止电压。在规则的放电停止电压下，放电电流越大，蓄电池的容量越小。
运用不同成分的电解液，对蓄电池的容量和寿数有必定的影响。一般，在高温环境下，为了进步电池容量，常在电解液中增加少数氢氧化锂，组成混合溶液。试验证明：每升电解液中参加15~20g含水氢氧化锂，在常温下，容量可进步4%~5%，在40℃时，容量可进步20%。但是，电解液中锂离子的含量过多，不只使电解液的电阻增大，还会使残留在正极板上的锂离子（Li+）渐渐进入晶格内部，对正极的化学改变发生有害影响。
电解液的温度对蓄电池的容量影响较大。这是由于跟着电解液温度升高，极板活性物质的化学反响也逐渐改进。 电解液中的有害杂质越多，蓄电池的容量越小。首要的有害杂质是碳酸盐和硫酸盐。它们能使电解液的电阻增大，而且低温时简单结晶，阻塞极板微孔，使蓄电池容量明显下降。此外，碳酸根离子还能与负极板效果，生成碳酸镉附着在负极板表面上，然后引起导电不良，使蓄电池内阻增大，容量下降。
5. 内阻
镍镉蓄电池的内阻与电解液的导电率、极板结构及其面积有关，而电解液的导电率又与密度和温度有关。电池的内阻首要由电解液的电阻决议。氢氧化钾和氢氧化钠溶液的电阻系数随密度而变。18℃时氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻系数最小。
6. 功率与寿数
在正常运用的条件下，镍镉电池的容量功率ηAh为67%-75%，电能功率ηWh为55%~65%，循环寿数约为2000次。
容量功率ηAh和电能功率ηWh计算公式如下：
I放·t放
ηAh= ———- X 100％
I充·t充
U放·I放·t放
ηAh= ————— X 100%
U充·I充·t
（U充和U放应取均匀电压）
7. 回忆效应
镍镉电池运用进程中，假如电量没有悉数放完就开端充电，下次再放电时，就不能放出悉数电量。比方，镍镉电池只放出80%的电量后就开端充电，足够电后，该电池也只能放出80%的电量，这种现象称为回忆效应。
电池悉数放完电后，极板上的结晶体很小。电池部分放电后，氢氧化亚镍没有彻底变为氢氧化镍，剩下的氢氧化亚镍将结合在一同，构成较大的结晶体。结晶体变大是镍镉电池发生回忆效应的首要原因。
