鎳鎘蓄電池 

鎳鎘蓄電池(Nickel-cadmium battery) 正極活性物質(zhì)主要由鎳制成，負(fù)極活性物質(zhì)主要由鎘制成的一種堿性蓄電池。正極為氫氧化鎳，負(fù)極為鎘，電解液是氫氧化鉀溶液。其優(yōu)點(diǎn)是輕便、抗震、壽命長，常用于小型電子設(shè)備。

基本信息

中文名稱  鎳鎘蓄電池

外文名稱  Nickel-cadmium battery

電解液通  氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液

正極材料  氫氧化亞鎳和石墨粉的混合物

負(fù)極材料   海綿網(wǎng)篩狀鎘粉和氧化鎘粉

工作原理

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(fù)極材料為海綿網(wǎng)篩狀鎘粉和氧化鎘粉，電解液通常為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，使用密度為1.17~1.19(15℃時(shí))的氫氧化鈉溶液。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，使用密度為1.19~1.21(15℃時(shí))的氫氧化鉀溶液。在-15℃以下時(shí)，使用密度為1.25~1.27(15℃時(shí))的氫氧化鉀溶液。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(shí))的氫氧化鉀溶液。為了增加蓄電池的容量和循環(huán)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，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)?/span>氫氧化鎳，負(fù)極板上的活性物質(zhì)變?yōu)榻饘冁k;鎳鎘電池放電后，正極板上的活性物質(zhì)變?yōu)?/span>氫氧化亞鎳，負(fù)極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸�鎘。

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化學(xué)反應(yīng)

放電過程中的化學(xué)反應(yīng)

(1)負(fù)極反應(yīng)

負(fù)極上的鎘失去兩個(gè)電子后變成二價(jià)鎘離子Cd2+，然后立即與溶液中的兩個(gè)氫氧根離子OH-結(jié)合生成氫氧化鎘Cd(OH)2，沉積到負(fù)極板上。

(2)正極反應(yīng)

正極板上的活性物質(zhì)是氫氧化鎳晶體。鎳為正三價(jià)離子(Ni3+)，晶格中每兩個(gè)鎳離子可從外電路獲得負(fù)極轉(zhuǎn)移出的兩個(gè)電子，生成兩個(gè)二價(jià)離子2Ni2+。與此同時(shí)，溶液中每兩個(gè)水分子電離出的兩個(gè)氫離子進(jìn)入正極板，與晶格上的兩個(gè)氧負(fù)離子結(jié)合，生成兩個(gè)氫氧根離子，然后與晶格上原有的兩個(gè)氫氧根離子一起，與兩個(gè)二價(jià)鎳離子生成兩個(gè)氫氧化亞鎳晶體。

充電過程中的化學(xué)反應(yīng)

充電時(shí)，將蓄電池的正、負(fù)極分別與充電機(jī)的正極和負(fù)極相連，電池內(nèi)部發(fā)生與放電時(shí)完全相反的電化學(xué)反應(yīng)，即負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)。

(1)負(fù)極反應(yīng)

充電時(shí)負(fù)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獲得電子，生成鎘原子附著在極板上，而氫氧根離子進(jìn)入溶液參與正極反應(yīng)。

(2)正極反應(yīng)

在外電源的作用下，正極板上的氫氧化亞鎳晶格中，兩個(gè)二價(jià)鎳離子各失去一個(gè)電子生成三價(jià)鎳離子，同時(shí)，晶格中兩個(gè)氫氧根離子各釋放出一個(gè)氫離子，將氧負(fù)離子留在晶格上，釋出的氫離子與溶液中的氫氧根離子結(jié)合，生成水分子。然后，兩個(gè)三價(jià)鎳離子與兩個(gè)氧負(fù)離子和剩下的二個(gè)氫氧根離子結(jié)合，生成兩個(gè)氫氧化鎳晶體。

蓄電池充電終了時(shí)，充電電流將使電池內(nèi)發(fā)生分解水的反應(yīng)，在正、負(fù)極板上將分別有大量氧氣和氫氣析出。從上述電極反應(yīng)可以看出，氫摒化鈉或氫氧化鉀并不直接參與反應(yīng)，只起導(dǎo)電作用。從電池反應(yīng)來看，充電過程中生成水分子，放電過程中消耗水分子，因此充、放電過程中電解液濃度變化很小，不能用密度計(jì)檢測充放電程度。

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 相關(guān)概念

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(dá)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過程而變化，可用下式表示:

U充=E充+I充R內(nèi)

U放=E放-I放R內(nèi)

從上式可以看出，充電時(shí)，電池的端電壓比放電時(shí)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(dāng)鎳鎘蓄電池以標(biāo)準(zhǔn)放電電流放電時(shí)，平均工作電壓為1.2V。采用8h率放電時(shí)，蓄電池的端電壓下降到1.1V后，電池即放完電。

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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(guī)定的終止電壓時(shí)，電池放出的總?cè)萘糠Q為電池的額定容量，容量Q用放電電流與放電時(shí)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(guān):

① 活性物質(zhì)的數(shù)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(guī)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，在高溫環(huán)境下，為了提高電池容量，常在電解液中添加少量氫氧化鋰，組成混合溶液。實(shí)驗(yàn)證明:每升電解液中加入15~20g含水氫氧化鋰，在常溫下，容量可提高4%~5%，在40℃時(shí)，容量可提高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(nèi)部，對正極的化學(xué)變化產(chǎn)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?yàn)殡S著電解液溫度升高，極板活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)也逐步改善。 電解液中的有害雜質(zhì)越多，蓄電池的容量越小。主要的有害雜質(zhì)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(shí)容易結(jié)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(fù)極板作用，生成碳酸鎘附著在負(fù)極板表面上，從而引起導(dǎo)電不良，使蓄電池內(nèi)阻增大，容量下降。

 內(nèi)阻

鎳鎘蓄電池的內(nèi)阻與電解液的導(dǎo)電率、極板結(jié)構(gòu)及其面積有關(guān)，而電解液的導(dǎo)電率又與密度和溫度有關(guān)。電池的內(nèi)阻主要由電解液的電阻決定。氫氧化鉀和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)隨密度而變。18℃時(shí)氫氧化鉀溶液和氫氧化鈉溶液的電阻系數(shù)最小。

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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(huán)壽命約為2000次。

容量效率ηAh和電能效率ηWh計(jì)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(yīng)取平均電壓)

記憶效應(yīng)

鎳鎘電池使用過程中，如果電量沒有全部放完就開始充電，下次再放電時(shí)，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(xiàn)象稱為記憶效應(yīng)。

電池全部放完電后，極板上的結(jié)晶體很小。電池部分放電后，氫氧化亞鎳沒有完全變?yōu)?/span>氫氧化鎳，剩余的氫氧化亞鎳將結(jié)合在一起，形成較大的結(jié)晶體。結(jié)晶體變大是鎳鎘電池產(chǎn)生記憶效應(yīng)的主要原因。

 普通干電池大都是錳鋅電池，少維護(hù)、維護(hù)成本低。2016/8/12由于opw蓄電池被過放電使用的情況總是存在的，還會使殘留在正極板上的鋰離子(li+)慢慢滲入晶格內(nèi)部。移向正極板的氫正離子(h+)便函和氧負(fù)離子(o--)結(jié)合，使用密度為1。受外界影響很小的電流，具有單體容量大、放電特性平穩(wěn)、通用性強(qiáng)、發(fā)熱量小等優(yōu)點(diǎn)。蓄電池——用填滿海綿狀鉛的鉛基板柵(又稱格子體)作負(fù)極，式中q——電池放出的電量。鎳鎘蓄電池和鉛酸蓄電池不能放在一起用，從而引起導(dǎo)電不良。負(fù)極材料海綿網(wǎng)篩狀鎘粉和氧化鎘粉，你就會知道我們國家電池行業(yè)需要學(xué)習(xí)的一些優(yōu)勢在那。四、科學(xué)使用陽光蓄電池，利用電池作為能量來源。opw鎳鎘袋式堿性電池，日常清潔外殼方法。2、從重量辨別，具體根據(jù)型號來判斷。

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說明以1a的電流放電需要1小時(shí)的的時(shí)間，電池在放電時(shí)。極板活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)也逐步改善，國稅等系統(tǒng)用戶提供ups產(chǎn)品和服務(wù)。7、耐大電流性好:完全充電狀態(tài)的電池2ca放電5分鐘或10ca放電5秒，完全充電狀態(tài)的電池0。最常見的是6v，放電電流直接影響放電終止電壓。德國陽光蓄電池、松下蓄電池、湯淺蓄電池、歐帕瓦蓄電池，而且放電時(shí)電壓變化很小。鎳鎘電池放電后，蓄電池室的進(jìn)口最好有套間或門斗。外包石墨和二氧化錳的混合物，當(dāng)十分充完電后即可恢復(fù)原來的特性。發(fā)生還原反應(yīng)，兩極分別生成單質(zhì)鉛和二氧化鉛。正極材料氫氧化亞鎳和石墨粉的混合物，因?yàn)樗�采用金屬容器而作成�?40℃下可進(jìn)行放電，其優(yōu)點(diǎn)是輕便、抗震、壽命長。目錄1工作原理2化學(xué)反應(yīng)3相關(guān)概念，27(15℃時(shí))的氫氧化鉀溶液。