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镍镉电池

发布时间:2012-11-27

镍镉电池(Ni-Cd,Nickel-Cadmium Batteries, Ni-Cd Rechargeable Battery)是最早应用于手机、超科等设备的电池种类,它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单,一般使用以下反应放电:
Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2
充电时反应相反。

镍镉电池最致命的缺点是,在充放电过程中如果处理不当,会出现严重的“记忆效应”,使得服务寿命大大缩短。所谓“记忆效应”就是电池在充电前,电池的电量没有被完全放尽,久而久之将会引起电池容量的降低,在电池充放电的过程中(放电较为明显),会在电池极板上产生些许的小气泡,日积月累这些气泡减少了电池极板的面积也间接影响了电池的容量。当然,我们可以通过掌握合理的充放电方法来减轻“记忆效应”。此外,镉是有毒的,因而镍镉电池不利于生态环境的保护。众多的缺点使得镍镉电池已基本被淘汰出数码设备电池的应用范围。

概述

镍镉电池可重复500次以上的充放电,经济耐用。其内部抵制力小,既内阻很小,可快速充电,又可为负载提供大电流,而且放电时电压变化很小,是一种非常理想的直流供电电池。与其它类型的电池比较,镍镉电池可耐过充电或过放电。镍镉电池的放电电压根据其放电装置有所差异,每个单元电池(Cell)大约是1.2V,电池容量单位为Ah(安时)、mAh(毫安时),放电终止电压的极限值称为“放电终止电压”,镍镉电池的放电终止电压为1.0/cell(cell为每一单元电池)。自放电率低,镍镉电池在长间放置的情况下,特性也不会劣化,充分充电后可完全恢复原来的特性,它可在-20℃+60℃的温度范围内使用。由于单元电池采用金属容器,坚固耐用;采用完全密封的方式,不会出现电解液泄漏现象,故无须补充电解液。

提高电池性能及延长电池使用寿命的关键在于避免记忆效应和过度放电。镍镉电池有记忆效应,即镍镉电在几次低容量下的充放电工作之后。如果要进行一次较大容量的充放电,电池将无法正常工作,这种情况即为记忆效应(Memoryeffect)。记忆效应使得放电终止电压被设定的较高的录像机、摄像机上,随着工作电压的降低,电池容量表面上也随着降低,但放电电压的降低可能是一至二次完全放电而造成的暂时现象。记忆效应使得电池的性能不能得到充分发挥,也给拍摄带来极大的不便。因此,在使用中应注意使用带充放电性能的充电器,如Sony公司的BC-1WDCE,避免记忆效应的产生,使用一般充电器的如BC-1WA、BC-1WB时,可在10次左右的充电以后进行一次放电,也可以达到防止记忆效应的目的。

原理

镉镍电池  (nickel-cadmium battery) 采用金属镉作负极活性物质,氢氧化镍作正极活性物质的碱性蓄电池。正、负极材料分别填充在穿孔的附镍钢带(或镍带)中,经拉浆、滚压、烧结、化成或涂膏、烘干、压片等方法制成极板;用聚酰胺非织布等材料作隔离层;用氢氧化钾水溶液作电解质溶液;电极经卷绕或叠合组装在塑料或镀镍钢壳内。

镉镍电池标称电压为1.2V,有圆柱密封式(KR)、扣式(KB)、方形密封式(KC)等多种类型。具有使用温度范围宽、循环和贮存寿命长、能以较大电流放电等特点,但存在“记忆”效应,常因规律性的不正确使用造成电性能下降。

镉镍电池的电池表达式为:(-)Cd︱KOH(NaOH)︱NiOOH(+)
电池反应为:
放电时:Cd+NiOOH+H2O→Ni(OH)2+Cd(OH)2
充电时:Ni(OH)2+Cd(OH)2→Cd+NiOOH+H2O

特点

1.镍镉电池可重复500次以上的充放电,非常的经济;
2.内阻小,可供大电流的放电,当它放电时电压的变化很小,作为直流电源是一种质量极佳的电池;
3.因为采用完全密封式,因此不会有电解液漏出的现象,也完全不需要补充电解液;
4.与其他种类电池相比之下,镍镉电池可耐过充电或放过电,操作简单方便;
5.长时间的放置下也不会使性能劣化,当十分充完电后即可恢复原来的特性;
6.可使用在很广的温度范围内;
7.因为它采用金属容器而作成,有机械性的坚固;
8.镍镉电池在非常严格的品质管理下被制造完成,有非常优良的品质性赖性。

用途

大型袋式和开口式镉镍电池主要用于铁路机车、矿山、装甲车辆、飞机发动机等作起动或应急电源。圆柱密封式镉镍电池主要用于电动工具、剃须器等便携式电器。小型扣式镉镍电池主要用于小电流、低倍率放电的无绳电话、电动玩具等。由于废弃镉镍电池对环境的污染,该系列的电池将逐渐被性能更好的金属氢化物镍电池所取代。

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