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黑龍江GNC60鎳鎘蓄電池充電放電及原理      

黑龍江GNC60鎳鎘蓄電池充電放電及原理

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(zhǎng)，常用于小型電子設(shè)備。
中文名：鎳鎘蓄電池
外文名：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
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(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)闅溲趸嚒睳iOOH〕，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
為氫氧化亞鎳，負(fù)極板上的活性物質(zhì)變?yōu)闅溲趸k。
2化學(xué)反應(yīng)
編輯放電過(guò)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（NiOOH）晶體。鎳為正三價(jià)離子（Ni3+），晶格中每?jī)蓚�(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?jī)蓚�(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(guò)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(lái)看，充電過(guò)程中生成水分子，放電過(guò)程中消耗水分子，因此充、放電過(guò)程中
電解液濃度變化很小，不能用密度計(jì)檢測(cè)充放電程度。
3相關(guān)概念編輯端電壓

黑龍江GNC60鎳鎘蓄電池充電放電及原理

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