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內鎳鎘蓄電池GNC10

 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。
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。

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