鎳鎘電池

　　鎳鎘電池是一種直流供電電池，鎳鎘電池可重復(fù)500次以上的充放電，經(jīng)濟(jì)耐用。其內(nèi)部抵制力小，既內(nèi)阻很小，可快速充電，又可為負(fù)載提供大電流，而且放電時(shí)電壓變化很小，是一種非常理想的直流供電電池。鎳鎘電池是最早應(yīng)用于手機(jī)、超科等設(shè)備的電池種類，它具有良好的大電流放電特性、耐過(guò)充放電能力強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單。

　　鎳鎘電池原理

　　位于負(fù)極的鎘(Cd)和氫氧化鈉(NaOH)中的氫氧根離子(OH-)化合成氫氧化鎘，并附著在陽(yáng)極上，同時(shí)也放出電子。電子沿著電線至陰極，和陰極的二氧化鎳與氫氧化鈉溶液中的水反應(yīng)形成氫氧化鎳和氫氧根離子，氫氧化鎳會(huì)附著在陽(yáng)極上，氫氧根離子則又回到氫氧化鈉溶液中，故氫氧化鈉溶液濃度不會(huì)隨著時(shí)間而下降。

　　鎳鎘電池正極板上的活性物質(zhì)由氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學(xué)反應(yīng)，其主要作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性。負(fù)極板上的活性物質(zhì)由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴(kuò)散性，防止結(jié)塊，并增加極板的容量?；钚晕镔|(zhì)分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后即成為電池的正負(fù)極板。

　　極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其它電池相比，NiCd電池的自放電率(即電池不使用時(shí)失去電荷的速率超科電池)適中。NiCd電池在使用過(guò)程中，如果放電不完全就又充電，下次再放電時(shí)，就不能放出全部電量。

　　比如，放出80%電量后再充足電，該電池只能放出80%的電量。這就是所謂的記憶效應(yīng)。當(dāng)然，幾次完整的放電/充電循環(huán)將使NiCd電池恢復(fù)正常工作。由于NiCd電池的記憶效應(yīng)，若未完全放電，應(yīng)在充電前將每節(jié)電池放電至1V以下。

　　鎳鎘電池缺點(diǎn)

　　鎳鎘電池最致命的缺點(diǎn)是，在充放電過(guò)程中如果處理不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的“記憶效應(yīng)”，使得服務(wù)壽命大大縮短。所謂“記憶效應(yīng)”就是電池在充電前，電池的電量沒(méi)有被完全放盡，久而久之將會(huì)引起電池容量的降低，在電池充放電的過(guò)程中(放電較為明顯)，會(huì)在電池極板上產(chǎn)生些許的小氣泡，日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。當(dāng)然，我們可以通過(guò)掌握合理的充放電方法來(lái)減輕“記憶效應(yīng)”。此外，鎘是有毒的，因而鎳鎘電池不利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。眾多的缺點(diǎn)使得鎳鎘電池已基本被淘汰出數(shù)碼設(shè)備電池的應(yīng)用范圍。

　　鎳鎘電池充電

　　在0.05C至大于1C的范圍內(nèi)對(duì)NiCd電池恒流充電。一些低成本充電器使用絕對(duì)溫度終止充電。雖然簡(jiǎn)單、成本低，但這種充電終止方法不精確。更好的方法是通過(guò)檢測(cè)電池充滿時(shí)的電壓跌落終止充電。對(duì)于充電速率為0.5C或更高的NiCd電池，-ΔV方法是最有效的。-ΔV充電終止檢測(cè)應(yīng)與電池溫度檢測(cè)相結(jié)合，因?yàn)槔匣姵睾筒黄ヅ潆姵乜赡軠p少ΔV。

　　通過(guò)檢測(cè)溫升速率(dT/dt)可以實(shí)現(xiàn)更精確的滿充檢測(cè)，這種滿充檢測(cè)比固定溫度終止對(duì)電池更好?；讦/dt和-ΔV組合的充電終止方法可避免電池過(guò)充，延長(zhǎng)電池壽命。

　　快速充電可改善充電效率。在1C的充電速率下，效率可以接近1.1 (91%)，充滿一個(gè)空電池的時(shí)間為1小時(shí)多一點(diǎn)。當(dāng)以0.1C充電時(shí)，效率便下降到1.4 (71%)，充電時(shí)間為14小時(shí)左右。

　　因?yàn)镹iCd電池對(duì)電能接收程度接近100%，所以幾乎所有的能量在充電開始的70%期間被吸收，而且電池保持不發(fā)熱。超快速充電器利用該特點(diǎn)，在幾分鐘內(nèi)將電池充到70%，以幾C的電流充電而無(wú)熱量產(chǎn)生。充到70%后，電池再以較低速率繼續(xù)充電，直到電池充滿。最后以0.02C至0.1C的涓流結(jié)束充電。

　　鎳鎘電池特點(diǎn)

　　1.鎳鎘電池可重復(fù)500次以上的充放電，非常的經(jīng)濟(jì);

　　2.內(nèi)阻小，可供大電流的放電，當(dāng)它放電時(shí)電壓的變化很小，作為直流電源是一種質(zhì)量極佳的電池;

　　3.因?yàn)椴捎猛耆芊馐剑虼瞬粫?huì)有電解液漏出的現(xiàn)象，也完全不需要補(bǔ)充電解液;

　　4.與其他種類電池相比之下，鎳鎘電池可耐過(guò)充電或放過(guò)電，操作簡(jiǎn)單方便;

　　5.長(zhǎng)時(shí)間的放置下也不會(huì)使性能劣化，當(dāng)十分充完電后即可恢復(fù)原來(lái)的特性;

　　6.可使用在很廣的溫度范圍內(nèi);

　　7.因?yàn)樗捎媒饘偃萜鞫鞒?，有機(jī)械性的堅(jiān)固;

　　8.鎳鎘電池在非常嚴(yán)格的品質(zhì)管理下被制造完成，有非常優(yōu)良的品質(zhì)性賴性。

　　鎳鎘電池記憶效應(yīng)

　　當(dāng)鎳鎘電池重復(fù)經(jīng)過(guò)幾次維持在低容量的放充后，如果必須做一個(gè)較大量的放電時(shí)電池會(huì)無(wú)法作用，這種情形我們稱為“記憶效應(yīng)”。記憶效應(yīng)可能是鎳鎘電池中最容易被誤解的問(wèn)題。放電終止電壓被設(shè)定較高的錄像機(jī)，隨著使用的電壓變低，表面上看起來(lái)似乎隨著降低，但是放電電壓的低下是可以由1～2次的完全放電而解決這一現(xiàn)象。建議十次充電后進(jìn)行一次放電，以防止記憶效應(yīng)。