電話:02083859919
手機(jī):18025967080
郵箱:542298629@qq.com
地址:廣州市黃埔區(qū)光譜西路TCL創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園530室
我們?cè)谥暗奈恼轮性敿?xì)描述了鎳氫電池。除了鎳金屬氫化物電池,一些鎳金屬基電池也常見(jiàn)于電氣設(shè)備中,如鎳鎘電池、鎳鋅電池和鎳氧電池。本文將對(duì)鎳鎘電池進(jìn)行詳細(xì)的解釋?zhuān)榻B鎳鎘電池的原理、優(yōu)缺點(diǎn)、充電和維護(hù)方法。
鎳鎘電池的應(yīng)用場(chǎng)景
鎳鎘電池通常用作移動(dòng)電源,如消費(fèi)電子產(chǎn)品和小型移動(dòng)電源。此外,它還廣泛用于通信、備用不間斷電源以及火車(chē)和有軌電車(chē)的固定電源。約40%的鎳鎘電池用于為照明、空調(diào)或列車(chē)中的其他電氣部件供電。鎳鎘電池具有低能量密度和顯著的記憶效應(yīng)。鎳鎘電池與鋰離子電池在記憶效應(yīng)方面差別比較大。
記憶效應(yīng)通常是指電池長(zhǎng)期處于特定的充放電幅度和模式下。即使電池在未來(lái)廣泛充放電,它也只能釋放之前特定充放電幅度的能量(小于變化的充放電幅度),這似乎“記住”了之前的能量。出于這些原因,鎳鎘電池非常適合消費(fèi)電子產(chǎn)品和鐵路行業(yè)等相對(duì)穩(wěn)定的應(yīng)用,但很少用于汽車(chē)電氣化。
鎳鎘電池原理
鎳鎘可充電電池是第一種用于手機(jī)、筆記本電腦和其他設(shè)備的電池。它具有良好的大電流放電特性,抗充放電能力強(qiáng),易于維護(hù)。鎳鎘電池的一般放電化學(xué)方程式如下:
Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2
充電時(shí)的反應(yīng)相反。
鎳鎘電池正極活性物質(zhì)由氧化鎳粉和石墨粉組成。石墨不參與化學(xué)反應(yīng),其主要功能是增強(qiáng)導(dǎo)電性。陽(yáng)極活性物質(zhì)由氧化鎘粉末和氧化鐵粉末組成。氧化鐵粉末的作用是使氧化鎘粉末具有高擴(kuò)散能力,防止結(jié)塊,并增加板材的容量?;钚晕镔|(zhì)包裹在穿孔的鋼帶中,在壓力成型后,鋼帶成為電池的陰極和陽(yáng)極。這些板由耐堿硬橡膠絕緣棒或穿孔PVC波紋板隔開(kāi)。電解質(zhì)通常是氫氧化鉀溶液。
鎳鎘電池的優(yōu)點(diǎn)
1、鎳鎘電池的循環(huán)壽命約為300~700次,可長(zhǎng)期使用;
2、與其他電池相比,它更便宜、更經(jīng)濟(jì);
3、由金屬容器制成,非常堅(jiān)固;
4、鎳鎘電池可在較寬的溫度范圍內(nèi)放電,溫度范圍在-20℃~60℃之間;
5、由于鎳鎘電池內(nèi)阻小,可用于大電流放電,放電時(shí)電壓變化很?。?/p>
6、完全密封,無(wú)需維護(hù);
7、鎳鎘電池在過(guò)充電或過(guò)放電的情況下,性能不會(huì)受到很大影響,具有很強(qiáng)的抗過(guò)充電和過(guò)放電能力。
鎳鎘電池的缺點(diǎn)
鎳鎘電池最致命的缺點(diǎn)是,如果在充電和放電過(guò)程中處理不當(dāng),會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”,這將大大縮短其使用壽命。正如我們?cè)诒疚那懊嫠觯?jiǎn)而言之,所謂的“記憶效應(yīng)”發(fā)生在充電前電池電量未完全放電的情況下,這將導(dǎo)致電池容量隨時(shí)間的推移而減少。
在電池充電和放電過(guò)程中(放電更明顯),它會(huì)在電池板上產(chǎn)生一些小氣泡,長(zhǎng)時(shí)間積累的氣泡會(huì)減少電池板的表面積,也會(huì)間接影響電池的容量。如果鎳鎘電池沒(méi)有完全放電,然后再充電,它將無(wú)法在下一次完全放電,例如在放電80%的電荷后完全充電時(shí),這被稱(chēng)為記憶效應(yīng)。當(dāng)然,我們可以通過(guò)掌握適當(dāng)?shù)某潆姾头烹姺椒▉?lái)減少“記憶效應(yīng)”。
另一個(gè)缺點(diǎn)是,在充電和放電過(guò)程中,陰極生長(zhǎng)出針狀的鎘晶體,有時(shí)會(huì)穿透隔板,導(dǎo)致內(nèi)部樹(shù)枝狀晶體短路。此外,鎘是有毒的,因?yàn)殒囨k電池含有鎘,使用后必須回收。因此,鎳鎘電池不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。
鎳鎘電池的使用與維護(hù)方法
提高電池性能和延長(zhǎng)電池壽命的關(guān)鍵是避免記憶效應(yīng)。因此,在使用鎳鎘電池的過(guò)程中,應(yīng)注意:
1、正常使用后,充電前必須放電至完全斷電,以保證使用壽命。
2.? 在大約10次充電和放電循環(huán)后,可以進(jìn)行完全放電和過(guò)充電,以防止記憶效應(yīng)。過(guò)度充電的方法是將充電時(shí)間比正常充電時(shí)間延長(zhǎng)約兩倍,以減少記憶效應(yīng)。
3、電池的充放電應(yīng)盡可能按照維護(hù)方法進(jìn)行操作,不要過(guò)度充電、過(guò)度放電或經(jīng)常充電不足。在充電過(guò)程中盡量不要中斷,等到一次性充電完成后再斷開(kāi)電源。當(dāng)電池長(zhǎng)時(shí)間使用后,應(yīng)首先充滿(mǎn)電。
請(qǐng)勿:電池使用過(guò)程中的不完全放電、長(zhǎng)期小電流深放電或短路是導(dǎo)致電池容量減少和壽命縮短的重要因素。長(zhǎng)期以來(lái),操作不當(dāng)不僅會(huì)影響使用,還會(huì)不可避免地影響電池的容量和壽命。
其他鎳金屬基電池
其他鎳金屬基電池,如鎳鋅電池和鎳氧電池,也有成熟的應(yīng)用。鎳鋅電池用于電動(dòng)工具、草坪和花園機(jī)器、輕型電動(dòng)汽車(chē)、消費(fèi)電子產(chǎn)品和一些混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)。與其他鎳金屬電池相比,鎳鋅電池的自放電率和成本相對(duì)較低,更重要的是,鎳鋅蓄電池比鎳罐和鎳金屬氫化物電池對(duì)環(huán)境的污染更小。
鎳金屬氫化物氣體電池(NiH2)廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,其中近地軌道和地球同步衛(wèi)星是典型的代表。盡管nimH電池成本高,能量密度相對(duì)較低,但其周期和日歷壽命長(zhǎng)。近地軌道衛(wèi)星通常需要3500個(gè)周期和6年的日歷壽命。地球靜止衛(wèi)星的周期壽命較低,約為2000個(gè)周期,但日歷壽命高達(dá)20年。鎳金屬氫化物電池在這一特殊領(lǐng)域具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。
盡管已經(jīng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用了其他類(lèi)似的鎳金屬電池,但它們的優(yōu)勢(shì)并不優(yōu)于市場(chǎng)上現(xiàn)有的鎳鎘、鎳氫、鎳鋅和鎳氫電池。