镍镉电池作业原理

镍镉电池作业原理

     镍镉电池（Ni-Cd，Nickel-Cadmiun Batteries, Ni-Cd Rechargeable Battery）是最早运用于手机、笔记本电脑等设备的电池品种，它具有杰出的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简略，一般运用以下反响放电：
　　Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2
　　充电时反响相反。
　　镍镉电池最丧命的缺陷是，在充放电过程中假如处理不妥，会呈现严峻的“回忆效应”，使得服务寿数大大缩短。所谓“回忆效应”便是电池在充电前，电池的电量没有被彻底放尽，一朝一夕将会引起电池容量的下降，在电池充放电的过程中（放电较为显着），会在电池极板上发生少许的小气泡，铢积寸累这些气泡削减了电池极板的面积也直接影响了电池的容量。当然，咱们能够经过把握合理的充放电办法来减轻“回忆效应”。此外，镉是有毒的，因此镍镉电池不利于生态环境的维护。很多的缺陷使得镍镉电池已根本被筛选出数码设备电池的运用规模。
　　镍镉电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参与化学反响，其主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的分散性，防止结块，并添加极板的容量。活性物质别离包在穿孔钢带中，加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板离隔。电解液一般用氢氧化钾溶液。与其它电池比较，NiCd电池的自放电率(即电池不运用时失掉电荷的速率)适中。NiCd电池在运用过程中，假如放电不彻底就又充电，下次再放电时，就不能放出悉数电量。比方，放出80％电量后再足够电，该电池只能放出80％的电量。这便是所谓的回忆效应。当然，几回完好的放电/充电循环将使NiCd电池康复正常作业。由于NiCd电池的回忆效应，若未彻底放电，应在充电前将每节电池放电至1V以下。
　　镍镉电池的包装分为零售用的正极凸头和拼装用的正极平头包装两种，在容量上没有差异。在充电回路也和下面所介绍的镍氢电池相似，选用1.6倍电压充电。一般镍镉电池的充电次数为300～800次, 在充放电达500次后电容量会下降至约80%。镍镉电池的回忆效应比镍氢电池来的严峻。所以必须在彻底没电时才可进行充电, 以保证运用寿数。
　　镍镉电池充电
　　在0.05C至大于1C的规模内对NiCd电池恒流充电。一些低成本充电器运用绝对温度停止充电。尽管简略、成本低，但这种充电停止办法不准确。更好的办法是经过检测电池充溢时的电压下跌停止充电。关于充电速率为0.5C或更高的NiCd电池，-ΔV办法是最有用的。-ΔV充电停止检测应与电池温度检测相结合，由于老化电池和不匹配电池或许削减ΔV。
　　经过检测温升速率(dT/dt)能够完成更准确的满充检测，这种满充检测比固定温度停止对电池更好。根据ΔT/dt和-ΔV组合的充电停止办法可防止电池过充，延伸电池寿数。
　　快速充电可改进充电功率。在1C的充电速率下，功率能够挨近1.1 (91%)，充溢一个空电池的时刻为1小时多一点。当以0.1C充电时，功率便下降到1.4 (71%)，充电时刻为14小时左右。
　　由于NiCd电池对电能接纳程度挨近100%，所以简直一切的能量在充电开端的70%期间被吸收，并且电池坚持不发热。超快速充电器使用该特色，在几分钟内将电池充到70%，以几C的电流充电而无热量发生。充到70%后，电池再以较低速率持续充电，直到电池充溢。最终以0.02C至0.1C的涓流完毕充电。
　　原理结构：
　　为于负极的镉(Cd)和氢氧化钠(NaOH)中的氢氧根离子(OH-)化组成氢氧化镉，并附著在阳极上，一起也放出电子。电子沿著电线至阴极，和阴极的二氧化镍与氢氧化钠溶液中的水反响构成氢氧化镍和氢氧根离子，氢氧化镍会附著在阳极上，氢氧根离子则又回到氢氧化钠溶液中，故氢氧化钠溶液浓度不会随著时刻而下降。
　　放电反响式：
　　负极反响： Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e-
　　正极反响： 2e-+NiO2+2H2O→Ni(OH)2+2OH-
　　总反响： Cd+NiO2+2H2O→Cd(OH)2+Ni(OH)2
　　充电反响式：
　　正极反响：Ni(OH)2+2OH-→ 2e-+NiO2+2H2O
　　负极反响：Cd(OH)2+2e-→ Cd+2OH-
　　总反响：　Cd(OH)2+Ni(OH)2→Cd+NiO2+2H2O