鎳镉電池的由來和設計結構以及特性的介紹!
1.鎳镉電池的由來
镍镉电池的祖先是瑞典科学家Waldemar Jungner于1899年发明的。它们的原理是镍充当阳极(或阴极),镉充当阴极(或阳极)。最初,充电期间释放的氧气立即释放到大气中,使得密封的外壳不可能形成,并且所需材料的高成本大大延迟了大规模生产的开始。当时,尝试修复实验。提出了从活性金属引入多孔层状镍电极的想法,这保证了电荷传输的最佳转移并显着降低了电池生产的成本。
然而,在第二次世界大戰(1947年)之後,開發商幾乎都計劃使用密封的鎳镉電池。采用這種設計,充電期間釋放的內部氣體被負極的未反應部分吸收,並且不像以前的版本那樣釋放到外部。如果由于某種原因(過度充電,溫度降低)陽極氧化率高于陰極電離率,如果內部壓力突然增加,電池可能會爆炸。爲了防止這種情況,電池盒由鋼制成,有時還帶有安全閥。
從那以後,鎳镉電池的設計沒有發生明顯變化。
2.鎳镉電池的結構設計


鎳镉電池的結構設計圖


所有電池的基礎是陽極和陰極。這樣,陽極(陰極)含有氫氧化鎳NiOOH和石墨粉(5-8%),陰極(陽極)含有粉末形式的金屬镉Cd。這種類型的電池被稱爲輥式電池,因爲電極被卷繞成具有分離層的圓筒(輥)並放入金屬殼中並填充有電解質。用電解質潤濕的隔板將板彼此分開。它由非織造材料制成,必須耐堿。通過加入氫氧化锂(LiOH),大多數電解質是氫氧化鉀(KOH),這有助于锂鎳氧化物的生産和20%的容量增加。
3.鎳镉電池的特性
充電或放電期間的電池電壓,取決于當前的充電水平。
在放電期間,活性鎳和镉轉化爲氫氧化物Ni(OH)2和Cd(OH)2。
鎳镉電池的主要優點是:成本低;在廣泛的溫度範圍內工作並且能夠抵抗差異(例如,在北極工作時,鎳镉電池是必不可少的,因爲它們可以在負溫度下充電)。與其他類型的電池相比,它們可以爲負載提供更高的電流。耐高充放電電流;充電時間相對較短。可多次“充放電”循環(能夠在正確操作的情況下承受超過1000次循環)。長期儲存後很容易恢複。


鎳镉電池自放電
镍镉电池的缺点:记忆效应的存在 – 当对未完全放电的电池充电时,由于晶体表面上的其他物理和化学的过程,会使容量会降低。为了防止电池提前“报废”,你应该每月至少“修复”一次。由于镉是一种毒性很大的物质,镍镉电池的生产会对环境产生不利影响。电池本身的回收和处理也存在问题。比容量低;与相同容量的其他类型电池相比,重量和尺寸更大;高自放电率(首次充电24小时后高达10%,每月损失高达20%),现在制造的镍镉电池数量正在迅速减少。
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