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山東GNC60鎳鎘蓄電池充電放電及原理      

山東GNC60鎳鎘蓄電池充電放電及原理

鎘蓄電池（Nickel-cadmium battery） 正極活性物質主要由鎳制成，
負極活性物質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
電解液是氫氧化鉀溶液。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：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
負極材料：海綿網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，負極材料為海綿網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
。當環境溫度較高時，使用密度為1.17～1.19（15℃時）的氫氧化鈉溶液。當環境溫度較低時，使用密度為1.19～1.21（15℃時）的氫氧化鉀
溶液。在-15℃以下時，使用密度為1.25~1.27（15℃時）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）的氫氧化鉀溶液。為了增加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，正極板上的活性物質變為氫氧化鎳〔NiOOH〕，負極板上的活性物質變為金屬鎘；鎳鎘電池放電后，正極板上的活性物質變
為氫氧化亞鎳，負極板上的活性物質變為氫氧化鎘。
2化學反應
編輯放電過程中的化學反應
（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
正極板上的活性物質是氫氧化鎳（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獲得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進入正極板，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。
充電過程中的化學反應
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獲得電子，生成鎘原子附著在極板上，而氫氧根離子進入溶
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氫氣析出。從上述電極反應可以看出，氫摒
化鈉或氫氧化鉀并不直接參與反應，只起導電作用。從電池反應來看，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，不能用密度計檢測充放電程度。
3相關概念編輯端電壓

山東GNC60鎳鎘蓄電池充電放電及原理

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