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鎳鎘蓄電池（Nickel-cadmium battery） 正極活性主要由鎳制成，

負極活性主要由鎘制成的一種堿性蓄電池。正極為氫氧化鎳，負極為鎘

電解液是溶液。其優點是輕便、抗震、壽命長，常用于小型電子設備。
中文名：鎳鎘蓄電池

外文名：Nickel-cadmium battery

電解液通：或溶液

正極材料：氫氧化亞鎳和石墨粉的混合物

負極材料：海綿網篩狀鎘粉和氧化鎘粉

廣東鎳鎘蓄電池1.2V30AH

1工作原理
編輯鎳鎘蓄電池的正極材料為氫氧化亞鎳和石墨粉的混合物，負極材料為海綿網篩狀鎘粉和氧化鎘粉，電解液通常為或溶液

。當溫度較高時，使用密度為1.17～1.19（15℃時）的溶液。當溫度較低時，使用密度為1.19～1.21（15℃時）的

溶液。在-15℃以下時，使用密度為1.25~1.27（15℃時）的溶液。為兼顧低溫性能和荷電保持能力，密封鎳鎘蓄電池采用密度為1.40

（15℃時）的溶液。為了蓄電池的容量和循環壽命，通常在電解液中加入少量的氫氧化鋰（大約每升電解液加15~20g）。
鎳鎘蓄電池充電后，正極板上的活性變為氫氧化鎳〔NiOOH〕，負極板上的活性變為金屬鎘；鎳鎘電池放電后，正極板上的活性變

為氫氧化亞鎳，負極板上的活性變為氫氧化鎘。

2化學反應

編輯放電中的化學反應

（1）負極反應
負極上的鎘失去兩個電子后變成二價鎘離子Cd2+，然后立即與溶液中的兩個氫氧根離子OH-結合生成氫氧化鎘Cd(OH)2，沉積到負極板上。
（2）正極反應
正極板上的活性是氫氧化鎳（NiOOH）晶體。鎳為正三價離子（Ni3+），晶格中每兩個鎳離子可從外電路負極轉移出的兩個電子，生成

兩個二價離子2Ni2+。與此同時，溶液中每兩個水分子電離出的兩個氫離子正極板，與晶格上的兩個氧負離子結合，生成兩個氫氧根離子，

然后與晶格上原有的兩個氫氧根離子一起，與兩個二價鎳離子生成兩個氫氧化亞鎳晶體。

充電中的化學反應

充電時，將蓄電池的正、負極分別與充電機的正極和負極相連，電池內部發生與放電時完全相反的電化學反應，即負極發生還原反應，正極發

生氧化反應。
（1）負極反應
充電時負極板上的氫氧化鎘，先電離成鎘離子和氫氧根離子，然后鎘離子從外電路電子，生成鎘原子附著在極板上，而氫氧根離子溶

液參與正極反應。
(2)正極反應
在外電源的作用下，正極板上的氫氧化亞鎳晶格中，兩個二價鎳離子各失去一個電子生成三價鎳離子，同時，晶格中兩個氫氧根離子各釋放出

一個氫離子，將氧負離子留在晶格上，釋出的氫離子與溶液中的氫氧根離子結合，生成水分子。然后，兩個三價鎳離子與兩個氧負離子和剩下

的二個氫氧根離子結合，生成兩個氫氧化鎳晶體。
蓄電池充電終了時，充電電流將使電池內發生分解水的反應，在正、負極板上將分別有大量氧氣和析出。從上述電極反應可以看出，氫摒

化鈉或并不直接參與反應，只起導電作用。從電池反應來看，充電中生成水分子，放電中消耗水分子，因此充、放電中

電解液濃度變化很小，不能用密度計檢測充放電程度。

3相關概念編輯端電壓

充足電后，立即斷開充電電路，鎳鎘蓄電池的電動勢可達1.5V左右，但很快就下降到1.31-1.36V。 鎳鎘蓄電池的端電壓隨充放電而變化，

可用下式表示：
U充=E充+I充R內
U放=E放-I放R內
從上式可以看出，充電時，電池的端電壓比放電時高，而且充電電流越大，端電壓越高；放電電流越大，端電壓越低。
當鎳鎘蓄電池以放電電流放電時，平均工作電壓為1.2V。采用8h率放電時，蓄電池的端電壓下降到1.1V后，電池即放完電。

廣東鎳鎘蓄電池1.2V30AH

容量及影響因素
蓄電池充足電后，在一定放電條件下，放至規定的終止電壓時，電池放出的總容量稱為電池的額定容量，容量Q用放電電流與放電時間的乘積來

表示，表示式如下：
Q=I·t(Ah)
鎳鎘蓄電池容量與下列因素有關：
① 活性的數量；
②放電率；
③ 電解液。
放電電流直接影響放電終止電壓。在規定的放電終止電壓下，放電電流越大，蓄電池的容量越小。
使用不同成分的電解液，對蓄電池的容量和壽命有一定的影響。通常，在高溫下，為了電池容量，常在電解液中添加少量氫氧化鋰，

組成混合溶液。實驗證明：每升電解液中加入15~20g含水氫氧化鋰，在常溫下，容量可4%~5%，在40℃時，容量可20%。然而，電解液

中鋰離子的含量過多，不僅使電解液的電阻增大，還會使殘留在正極板上的鋰離子（Li+）慢慢滲入晶格內部，對正極的化學變化產生有害影響

。
電解液的溫度對蓄電池的容量影響較大。這是因為隨著電解液溫度升高，極板活性的化學反應也逐步。 電解液中的有害雜質越多，蓄

電池的容量越小。主要的有害雜質是碳酸鹽和硫酸鹽。它們能使電解液的電阻增大，并且低溫時容易結晶，堵塞極板微孔，使蓄電池容量顯著

下降。此外，碳酸根離子還能與負極板作用，生成碳酸鎘附著在負極板表面上，從而引起導電不良，使蓄電池內阻增大，容量下降。
內阻
鎳鎘蓄電池的內阻與電解液的導電率、極板結構及其面積有關，而電解液的導電率又與密度和溫度有關。電池的內阻主要由電解液的電阻決定

。和溶液的電阻系數隨密度而變。18℃時溶液和溶液的電阻系數小。
效率與壽命
在正常使用的條件下，鎳鎘電池的容量效率ηAh為67%-75%，電能效率ηWh為55%~65%，循環壽命約為2000次。
容量效率ηAh和電能效率ηWh計算公式如下：
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放應取平均電壓）
記憶效應
鎳鎘電池使用中，如果電量沒有全部放完就開始充電，下次再放電時，就不能放出全部電量。比如，鎳鎘電池只放出80%的電量后就開始充

電，充足電后，該電池也只能放出80%的電量，這種現象稱為記憶效應。
電池全部放完電后，極板上的結晶體很小。電池部分放電后，氫氧化亞鎳沒有完全變為氫氧化鎳，剩余的氫氧化亞鎳將結合在一起，形成較大

的結晶體。結晶體變大是鎳鎘電池產生記憶效應的主要原因

廣東鎳鎘蓄電池1.2V30AH，4結論本文重點研究了直流微電網中混合儲能的動態功率分配問題，得出如下結論：1）電壓變化的虛擬速率被認為是一個全局統一的通信載體，并且電壓控制可以從穩態通過靈敏度將狀態轉換為動態維度。設置電池/超級電容動態功率合理分配;電池控制中的次級控制，穩態誤差的基礎控制，電壓，并確保穩態超級電容器中沒有電流。 2）提出的分級控制框架了對互聯通信設備的需求，有效地結合了儲能的經濟性和可靠性，并了微電網的即插即用要求。 3）在建立控制模型的基礎上，給出了控制參數對線路阻抗和調節時間的約束條件;實驗結果證明了理論分析的正確性，為混合儲能的功率分配提供了一種性能。有效的計劃。注：文章是全文的摘要，可以看到原文的全文可以發布

確認鍵：修改后確認號碼和參數，并自動切換到下一個參數。退出設置鍵：按住4秒鐘返回測量屏幕。切換鍵：定時控制時，切換時間和日期顯示。位移鍵：修改參數時修改位。鍵：用于值。選擇鍵：設置參數時用于選擇前一個參數。鍵：用于值。選擇鍵：設置參數時用于選擇下一個參數。 PV：顯示測量值;在參數設置狀態下，顯示參數符號和參數值。 A / T：PV顯示計時功能的當前時間：小時，分鐘，秒，指示燈。分鐘功能PV顯示累計時間：分，秒，毫秒，指示燈。 B / D：定時功能期間的PV顯示：年，月，日，指示燈。當PV功能在計時功能中顯示累計時間時：指示燈亮起。 AL1：指示器。 AL2：待機。 Hz：待機。 C：待機。 T：定時器和定時器指示燈亮起。注意：尺寸為96 * 48mm時，不存在Hz，C，T指示器。

圖1.納米硅電極的比容量的10倍。圖2.納米Nb2O5電極使放電速率達到10-100倍。問題是：商用電池電極材料需要至少10mgcm-2的負載，而實驗室納米材料非常薄，負載通常不超過1mgcm-2。這是因為負載越高，電荷轉移越困難。對于負載量為1 mg cm-2的電極，10 mg cm-2電極上的電荷傳輸路徑為10次。為了保持相同的比容量和電流密度，在10mgcm-2電極處離子和電子的傳輸速率是100倍，提供10倍以上的電荷。另外，活性的高負載量意味著其他組分的含量，并且低負載下存在的特定電化學性能受損。納米電極材料的這兩個主要原因很難超過現有商用鋰離子電池的性能（（?3mAhcm2,4mAcm2），因此需要具有更快的電荷轉移能力的材料，以便充足的電荷通過較厚的電極，只有這樣才能使納米電極材料真正離開實驗室圖3.更大的電極容量和更大的納米材料電極的使用鑒于此，加利福尼亞大學馮鋒教授，洛杉磯設計的三維多孔石墨烯/ Nb2O5多孔復合材料可以通過孔隙結構進行控制，在保持優異的電化學性能的同時，在高負載和高電流密度下實現超過10mgcm-2的電荷轉移。