Аккумулятор щелочной никель кадмиевый: Щелочной никель-кадмиевый аккумулятор KGL300P

Аккумулятор щелочной никель кадмиевый: Щелочной никель-кадмиевый аккумулятор KGL300P – ООО «Курс»

alexxlab | 19.03.1978 | 0 | Разное

Содержание

Щелочные никель-железные и никель-кадмиевые аккумуляторы — ПраймПостачСервис

Щелочные никель-железные и никель-кадмиевые аккумуляторы с ламельной конструкцией электродов и батареи предназначены для питания постоянным током электродвигателей погрузочно-разгрузочных машин напольного безрельсового транспорта, рудничных (шахтных) электровозов, для питания постоянным током аппаратов, приборов, средств связи и электрооборудования на железнодорожном транспорте, трамваях, троллейбусах, метрополитене, для запуска дизеля тепловоза. Изделия выпускаются как для внутрироссийских поставок, так и для поставок на экспорт.

Никель-железные и никель-кадмиевые аккумуляторы работают в длительных и средних режимах разряда, а аккумуляторы типа ТПНЖ-550М-У2 – в стартерном режиме разряда.

В качестве электролита в никель-железных аккумуляторах применяется водный раствор едкого натра с добавкой (20±1) г/л гидроокиси лития плотностью 1,19-1,21 г/см3.

В никель-кадмиевых аккумуляторах, а также аккумуляторах ВНЖ-300М-У2; ВНЖ-350-У2; ТПНЖ-550М-У2; применяется водный раствор едкого кали, с добавкой (20±1) г/л гидроокиси лития, плотностью 1,19-1,21 г/см3.

При эксплуатации аккумуляторов при температуре окружающей среды ниже минус 15°С применяется электролит: водный раствор едкого калия плотностью 1,26-1,28 г/см3.

Номинальная емкость (Сн) никель-железных щелочных аккумуляторов должна быть достигнута не позднее 21 цикла. Номинальная емкость никель-кадмиевых аккумуляторов должна быть достигнута не позднее 5 цикла.

Номинальное напряжение щелочных аккумуляторов 1,2 В. Заряд никель-железных аккумуляторов проводят током численно равным 0,25Сн А в течение 6 часов или током численно равным 0,22Сн А в течение 7 часов.

Основной режим разряда 5 часовой: ток численно равный 0,2Сн А до конечного напряжения не менее 1,0 В.

Все никель-железные аккумуляторы допускают разряд в 3 часовом режиме разряда: током численно равным 0,ЗЗСн А до конечного напряжения не менее 0,8 В. Заряд никель-кадмиевых аккумуляторов проводят током численно равным 0,2Сн А в течение 8 час, разряд током численно равным 0,2Сн А в течение 5 час. до конечного напряжения не менее 1,0 В.

Аккумуляторы НК-13П, НК-55, КМ-80, КМ-125, (НК-125), КМ-150 допускают заряд при постоянном напряжении (1,455+0,05) В на аккумулятор (для НК-125 — (1,65 — 1,7)) В. Емкость никель-железных аккумуляторов после 28 суток хранения в заряженном состоянии численно равна (0,2Сн) А.ч, емкость аккумуляторов ТПНЖ-550 У2 после 30 суток -(0,15Сн) А.ч.

Никель-кадмиевый щелочной аккумулятор

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к щелочным аккумуляторам, и может быть использовано в производстве и эксплуатации аккумуляторов. Достижение технического результата осуществляется за счет того, что в никель-кадмиевом щелочном аккумуляторе, содержащем корпус (2), раствор щелочного электролита, положительные и отрицательные электроды (1), разделенные сепаратором, положительные и отрицательные электроды изготовлены из пеноникеля, причем в положительные электроды добавлен никелевый порошок и они активируются в растворе азотно-кислого никеля, а в отрицательные электроды – кадмиевый порошок. Сепаратор изготовлен из полипропилена волокнистого мембранного. В качестве электролита взят калиево-литиевый электролит. Корпус (2) и крышка (4) изготовлены из полиамида литьевого. Техническим результатом, который необходимо достигнуть, является улучшение удельных характеристик аккумулятора. 1 ил.

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к щелочным аккумуляторам, и может быть использовано в производстве и эксплуатации аккумуляторов.

Известен никель-цинковый аккумулятор, в котором для повышения ресурса используют кислород, выделяющийся при заряде на положительном электроде, для окисления дендритов цинка, зарождающихся на отрицательном электроде. Аккумулятор содержит корпус, электролит, положительный и отрицательный электроды, разделенные сепаратором. Для облегчения диффузии кислорода к отрицательному электроду сепаратор имеет гладкую поверхность со стороны отрицательного электрода и ребристую со стороны положительного электрода (патент ФРГ 1496294, кл. 10/34 1971).

Недостатком этого аккумулятора является избыточность емкости цинкового электрода, что снижает удельные характеристики, а также требует периодического разряда аккумулятора до нуля, чтобы предотвратить перезаряд цинкового электрода и усиленное дендритообразование. Это усложняет технологию эксплуатации аккумулятора.

Известен никель-цинковый аккумулятор, содержащий корпус, раствор щелочного электролита, положительные и отрицательные электроды, разделенные многослойным сепаратором, и пористые металлические вставки, расположенные в многослойном сепараторе между положительными и отрицательными электродами, указанные металлические вставки электрически соединены между собой (патент RU 2343599, МПК M10/30 (2006.01), 10.01.2009 г.).

Увеличение удельных характеристик данного аккумулятора достигается за счет использования металлических вставок, соединенных между собой.

Техническим результатом, который необходимо достигнуть, является улучшение удельных характеристик аккумулятора с одновременным упрощением конструкции.

Достижение технического результата осуществляется за счет того, что в никель-кадмиевом щелочном аккумуляторе, содержащем корпус, раствор щелочного электролита, положительные и отрицательные электроды, разделенные сепаратором, положительные и отрицательные электроды изготовлены из пеноникеля, причем в положительные электроды добавлен никелевый порошок, и они активируются в растворе азотно-кислого никеля, а в отрицательные электроды – кадмиевый порошок.

Сепаратор изготовлен из полипропилена волокнистого мембранного. В качестве электролита взят калиево-литиевый электролит. Корпус и крышка изготовлены из полиамида литьевого.

Выполнение положительных и отрицательных электроды из пеноникеля, а также добавление в положительные электроды никелевого порошка и их активация происходит в растворе азотно-кислого никеля, и добавление в отрицательные электроды – кадмиевого порошка позволяет значительно улучшить основные параметры аккумулятора: номинальную емкость увеличить до 120 А.ч., ресурс аккумулятора – до 1000 циклов.

Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Полезная модель поясняется чертежом:

Щелочной никель-кадмиевый аккумулятор по признаку конструкции электродов является металло-керамическим.

Аккумулятор состоит из пятидесяти пяти электродов 1 (двадцать семь положительных и двадцать восемь отрицательных), разделенных между собой сепараторами и помещенными в корпус 2. Пакет положительных и пакет отрицательных электродов 1 через борны 3 выведены на крышку 4 корпуса 2 аккумулятора. В процессе работы аккумулятора выделяется газ, для вывода которого в крышке 4 установлен клапан 5. Применяется калиево-литиевый щелочной электролит.

Электроды положительные, изготовленные из пеноникеля с добавлением никелевого порошка, активируются в растворе азотно-кислого никеля.

Электроды отрицательные изготовлены из пеноникеля с внесением в него кадмиевого порошка.

Сепараторы изготовлены из трехслойного полипропилена волокнистого мембранного.

Борны 3 выполнены из нержавеющей стали.

Корпус 2 аккумулятора и крышка 4 к нему изготовлены из полиамида литьевого.

Основные параметры щелочного никель-кадмиевого аккумулятора:

– номинальное напряжение – 1,2 В;

– номинальная емкость – 120 А.ч.

– габаритные размеры – 78×90×220;

– ресурс аккумулятора – не менее 1000 циклов.

– минимальный срок службы – 25 лет.

Сущность полезной модели поясняется примером практической реализации.

Разряд и заряд. При разряде щелочного аккумулятора гидрат окиси никеля NiOOH на положительном электроде, взаимодействуя с ионами электролита, переходит в гидрат закиси никеля Ni(OH)2, кадмий отрицательного электрода превращается в гидрат окиси кадмия CdOh3. Между электродами 1 возникает разность потенциалов, обеспечивающая протекание тока по внешней цепи и внутри аккумуляторов.

Суммарные основные уравнения процессов разряда и заряда в аккумуляторах имеют вид: активная масса положительных электродов состоит из гидроксида никеля, активная масса отрицательных электродов – из кадмия. Электролитом служит раствор гидроксида калия (KOH) с добавкой моногидрата гидроксида лития.

При заряде аккумулятора под действием электрической энергии, подводимой от внешнего источника тока, происходит окисление активной массы положительных пластин, сопровождаемое переходом гидрата закиси никеля Ni(OH)2 в гидрат окиси никеля NiOOH. В то же время активная масса отрицательных пластин восстанавливается с образованием кадмия Cd. Электрохимические реакции при разряде и заряде никель-кадмиевого аккумулятора могут быть выражены уравнением

2Ni(OOH)+2KOH+Cd2Ni(OH)₂+2KOH+Cd(OH)₂

Положительным качеством данного аккумулятора является то, что все компоненты, образующиеся в процессе заряда и разряда, практически нерастворимы в электролите и не вступают в какие-либо химические реакции. Электролит в процессе электрохимических реакций не расходуется, поэтому плотность его не изменяется. Это позволяет обходиться сравнительно небольшими количествами электролита, что делает эти аккумуляторы более компактными, чем кислотные.

Таким образом, вышеизложенные данные свидетельствуют о том, что заявленный аккумулятор прост в изготовлении, обладает повышенным ресурсом и возможностью оптимальной его эксплуатации. Технический результат достигнут.

Приведенные данные подтверждают возможность практической реализации заявленного аккумулятора с получением заявленного технического результата. Следовательно, заявленное полезная модель соответствует критерию “промышленная применимость”.

1. Никель-кадмиевый щелочной аккумулятор, содержащий корпус, раствор щелочного электролита, положительные и отрицательные электроды, разделенные сепаратором, отличающийся тем, что положительные и отрицательные электроды изготовлены из пеноникеля, причем в положительные электроды добавлен никелевый порошок и они активируются в растворе азотно-кислого никеля, а в отрицательные электроды – кадмиевый порошок.

2. Аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что используется сепаратор из полипропилена волокнистого мембранного.

3. Аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что в качестве электролита взят калиево-литиевый электролит.

4. Аккумулятор по п.1, отличающийся тем, что корпус и крышка изготовлены из полиамида литьевого.

Никель-кадмиевые аккумуляторы: особенности и преимущества Ni-Cd

На современном этапе существует множество аккумуляторов, которые имеют разный химический состав и, по причине присутствия в них тех или иных элементов, свои характерные особенности и преимущества в эксплуатации. Никель-кадмиевые аккумуляторы появились давно. Но до сих пор являются популярными и нужными в разных сферах человеческой деятельности.

Из истории создания

Первые щелочные Ni-Сd аккумуляторы появились еще в конце ХХ века. Их изобрел шведский ученый Вальдмар Юнгнер, в качестве положительного заряда использовав никель, а кадмий — в качестве отрицательного. Несмотря на очевидную пользу этого изобретения, по тем временам массовое производство таких батарей было весьма дорогостоящим и энергоемким. Поэтому было отложено на промежуток почти в 50 лет.

30-е годы прошлого столетия замечательны тем, что именно тогда была создана техника внедрения химически активных материалов пластин на пористый электрод, покрытый никелем. Массовое же производство Ni-Cd аккумуляторов началось после 50-х годов.

Основные характеристики и преимущества

Никель-кадмиевые аккумуляторы, в большинстве случаев, имеют цилиндрическую форму. Поэтому в простонародье их часто называют «банками». Есть и плоские Ni батарейки — например, для часов. Все зарядные элементы такого типа имеют сравнительно небольшую емкость, если сопоставлять их с никель-металлогидридными АКБ (Ni-MH), появившимися значительно позже с целью усовершенствования Ni-Cd аккумуляторов.

Однако более низкие показатели емкости не являются тем недостатком, который мог бы стать причиной для того, чтобы старый добрый кадмиевый аккумулятор был окончательно снят с производства. Один из его несомненных плюсов — это то, что при эксплулатации он нагревается не так быстро, как MH. Это значительно снижает риск его перегрева и преждевременного выхода из строя.

Более медленный процесс нагревания Ni-Cd обусловлен тем, что химические реакции, протекающие внутри них, являются эндотермическими. Иными словами, выделяемое во время реакций тепло поглощается внутри. Что касается MH, они отличаются от кадмиевых экзотермическими реакциями с выделением большого количества тепла. В связи с этим MH нагреваются гораздо быстрее и могут «перегореть», если вовремя не прекратить их использование.

Ni-Сd аккумуляторы имеют плотный металлический корпус, отличающийся повышенной прочностью и хорошей герметичностью. Они способны устоять при любых химических реакциях внутри и выдержать большое давление газов даже в самых худших условиях. Вплоть до понижения температуры до -40°С. Никель кадмиевые-аккумуляторы не подвержены риску самовозгорания, в отличие от современных литиевых.

Среди них есть мощные и надежные промышленные аккумуляторы Ni, которые могут полноценно работать в течение 20-25 лет. И, несмотря на то, что на смену этим АКБ уже давно пришли MH и литиевые с большей емкостью, Ni-Cd аккумуляторы продолжают активно применяться и по сей день.

Если говорить о ценовой категории, стоимость Ni-Cd значительно ниже, чем у других батарей. Это также является одним из их основных плюсов.

Сфера применения

Небольшие Ni-Cd аккумуляторы широко используются для питания различной бытовой техники и аппаратуры, преимущественно, в тех случаях, когда тот или иной прибор потребляет большое количество тока. Стандартные «банки» до сих пор обеспечивают работу электродрелей и шуруповертов. Элементы больших размеров незаменимы в общественном транспорте. Например, в троллейбусах или трамваях с целью питания цепей их управления, в судоходном деле и особенно в сфере авиации как бортовые вторичные источники тока.

Особенности эксплуатации

Поскольку Ni-Cd аккумуляторы заметно нагреваются, только если они заряжены полностью, большая часть устройств «понимает» это в качестве сигнала, по которому следует прекращать процесс зарядки. Для того чтобы они работали дольше, их рекомендуется быстро заряжать, а использовать — до полного разряда: в отличие от MH, никель-кадмиевые аккумуляторы глубокой разрядки не боятся.

Этот вид АКБ — единственный из элементов питания, которые рекомендуется хранить полностью разряженными, в то время, как MH следует хранить заряженными полностью, и им периодически нужна проверка напряжения на выходе. Такая разница, при существенном отличии в эксплуатации, безусловно, является еще одним очевидным пунктом в пользу Ni-Cd.

При долгом хранении без использования в разряженном виде с батарейками не случится ничего страшного. Но, чтобы привести их в рабочее состояние, нужно два-три раза провести им полный цикл «заряд-разряд». Лучше делать это незадолго до применения, можно за сутки, и тогда никель-кадмиевые аккумуляторы будут работать с оптимальной токоотдачей.

Любой Ni-Cd, применяемый в быту, при его питании током небольшой величины и периодической неполной разрядкой может значительно потерять емкость, что создает впечатление полного выхода АКБ из строя. Если Ni-Cd долгое время находился на подзарядке, например, в устройстве с постоянным питанием, он тоже лишится определенного показателя ёмкости, хотя уровень его напряжения, при этом, будет верным.

Это значит, что использовать Ni-Cd в режиме постоянной подпитки и «недоразряда» не стоит, а если такое все же произошло с батарейкой, одного цикла глубокой разрядки с последующим полным зарядом будет достаточно для того, чтобы емкость была восстановлена.

Такой эффект называется «эффектом памяти» и возникает, когда не до конца разряженная батарея подвергалась подзарядке раньше, чем она разрядится полностью. Дело в том, что при производстве никель-кадмиевых аккумуляторов используются так называемые прессованные электроды. Это очень удобно, так как «прессовка» высокотехнологична и обходится дешевле. Но именно ее химический состав склонен к «эффекту памяти» — иными словами, к появлению в электрохимическом составе АКБ «лишнего» двойного электрического слоя в виде крупных кристаллов, что обусловливает снижение напряжения.

Именно поэтому Ni-Cd элементы так «любят» полный и глубокий разряд, после которого, «очистив память», они могут долгое время работать полноценно.

Восстановление никель-кадмиевого аккумулятора

Среди любителей электроники постоянно ведутся споры и разговоры о том, что делать, если Ni-Cd аккумулятор вышел из строя, как восстановить Ni и насколько целесообразно это делать вообще. Конечно, гораздо проще сразу приобрести новую батарею. Но бывает и так, что в ближайшее время это сделать невозможно: замены просто не оказалось под рукой, а ближайший магазин находится далековато. Поэтому тем, кто постоянно работает, например, с электрическими инструментами, время от времени приходится заниматься восстановлением никель-кадмиевых аккумуляторов очень интересными способами. Как произвести ремонт аккумулятора шуруповерта, например?

Восстановление водой

Можно попробовать провести восстановление работоспособности Ni-Cd аккумуляторов с помощью самого обычного электролита в виде дистилированной воды.

Для этого понадобится несколько нехитрых инструментов и приспособлений:

паяльная кислота;
одноразовый шприц;
паяльник;
немного дистилированной воды.

Обычно аккумуляторный блок, находящийся внутри дрели или шуруповерта, выглядит как связка из нескольких металлических «банок», обернутых плотной бумагой. Для того чтобы понять, какая «банка» в связке самая слабая, нужно вначале измерить напряжение на полюсах каждого элемента. Как проверить напряжение? Очень просто, с помощью мультиметра или тестера. Чаще всего, показатель напряжения у самых слабых «банок» близок или равен нулю.

Для того чтобы начать процесс восстановления, нужно просверлить в батарейке небольшое отверстие, предварительно освободив ее от бумаги или этикетки. Сделать это можно с помощью шуруповерта, используя острый саморез №16. Важно позаботиться о том, чтобы не повредить внутренность аккумулятора, а просверлить только его внешнюю оболочку.

В данном случае стоит отметить еще одно несомненное преимущество: в таких батареях, вследствие их конструкции, повышенной герметичности и особенности протекающих химических реакций, не происходит самопроизвольного возгорания. Поэтому любительские методы возвращения никель-кадмиевых элементов к жизни являются безопасными, в отличие от проведения подобного рода манипуляций с современными литиевыми батареями, склонными к взрывам и вздутиям.

В одноразовый шприц набирается 1 мл дистилированной воды, и АКБ постепенно заполняется ею. При этом важно не торопиться, следить за тем, чтобы вода постепенно проникала внутрь батареи. Дистилированная вода нужна для возвращения и создания необходимой плотности электролита внутри АКБ. После того как вода будет залита, отверстие закрывается паяльной кислотой, которая берется на спичку, и запаивается хорошо разогретым паяльником.

Некоторые умельцы утверждают, что, если вместо дистилированной воды залить внутрь батареи электролит от шахтерских фонариков, АКБ будет работать гораздо лучше и дольше.

В заключение нужно снова провести замеры напряжения мультиметром и поставить аккумулятор на зарядку. Конечно, паяная батарея прослужит недолго, но это может помочь выиграть какое-то время перед приобретением новой.

Восстановление методом запзаппинга

Для никель-кадмиевых аккумуляторов существует проверенный, но весьма рискованный метод восстановления, который называется запзаппинг. Суть его заключается в том, что батарейки подвергаются коротким разрядам очень высоких токов, в десятки раз превышающих норму. Каждый элемент в буквальном смысле слова «прожигается» короткосекундными токовыми импульсами в 10, 20 ампер и выше.

Запзаппинг требует хорошей подготовки любителя электроники и соблюдения техники безопасности в виде защитных очков и, желательно, спецодежды. Утверждается, что он восстанавливает элементы, не употреблявшиеся 20 лет и более. Следует помнить о том, что запзаппинг применим исключительно к никель-кадмиевым аккумуляторам. Восстановление Ni-MH аккумуляторов таким способом проводить не рекомендуется.

Цикл разряд-заряд

Для того чтобы устранить «эффект памяти», нужно разрядить АКБ до 0,8-1 вольта, после чего полностью зарядить ее снова. Если батарея не восстанавливалась в течение долгого времени, таких циклов можно провести несколько, а для минимизации «эффекта памяти» тренировать батарею таким образом желательно раз в месяц.

Что же касается популярного «школьного» метода, подразумевающего заморозку NiСd или NiMH аккумуляторов в морозильной камере — невзирая на то, что эффективность этого способа весьма сомнительна, в сети можно найти большое количество информации о «восстановлении» батареек путем помещения их в холодильник. На самом деле, лучше применить способ восстановления элементов дистиллированной водой — по крайней мере, в данном случае шансов реанимировать их будет гораздо больше.

Итак, никель-кадмиевые аккумуляторы не уступают современным батареям по ряду преимуществ своих технических характеристик. Они по-прежнему надежные, прочные, недорогие и максимально безопасны в применении.

Прием никель-кадмиевых аккумуляторов по лучшей цене, сдать аккумуляторы на переработку или утилизацию в Москве

Примечание:

Самовывоз от 50 кг
Скупка аккумуляторов осуществляется по адресу г. Москва, 1-й Грайвороновский проезд, 4.
Особенности силового оборудования
Эти батареи представляют собой самый распространённый вид АКБ. В качестве электролита в них используются щёлочи. Именно поэтому NiCd аккумуляторы называют щелочными. Положительный электрод в них изготовлен из гидроксида никеля. К нему могут быть добавлены графит-элементы и окись бария. Последний из перечисленных элементов увеличивает срок службы, а частицы графита улучшают проводимость. Электрод с отрицательным зарядом состоит из кадмия.
Положительной особенностью оборудования является широкий диапазон температур, в которых оно может работать. Именно поэтому щелочные батареи так популярны. Наличие в их составе тяжелых металлов – это причина того, что АКБ нельзя просто выбросить. Заниматься утилизацией должны специальные организации. Попав в почвенные воды, устойчивые химические соединения могут нанести урон экологии этого места. Оставлять батареи в гараже тоже неудобно. Со временем их может скопиться большое количество.
Сдача аккумуляторов в Лом-АКБ
Наша группа компаний Лом-АКБ занимается такой деятельностью, как скупка АКБ и их дальнейшая утилизация. Мы перерабатываем опасные для экологии и человеческого здоровья вредные вещества, которые содержаться в автомобильных нерабочих агрегатах. Мы также принимаем батареи ТНЖ, то есть блоки питания с шахтных электровозов.
Этой деятельность наша компания занимается профессионально. С нашими клиентами мы работаем на взаимовыгодных условиях и предлагаем только честное сотрудничество. Если у вас «завалялись» старые и нерабочие агрегаты, скорее везите их к нам! За сдачу вы получите денежные средства и поможете сохранить нашу с вами, и без того ранимую экологию!
Для обеспечения бесперебойной работы электрических частей автомобилей разных марок используются аккумуляторные батареи разного состава. Если вы уже израсходовали все возможности аккумулятора, то обязаны утилизировать его. Группа компаний «Лом-АКБ» осуществляет прием никель-кадмиевых аккумуляторов по очень выгодным ценам в Москве.
Как сдать аккумулятор в переработку?
Вы можете позвонить по телефону или отправить сообщение-заявку в электронном виде. Ответственный специалист ответит на все вопросы.
Взвешивание производится на высокоточных электронных весах. Вы сможете получить деньги наличными или приобрести новый кадмиевый аккумулятор со скидкой на эту сумму.
Переработка никель-кадмиевого аккумулятора – это будет уже не ваша забота. Специалисты компании берут её на себя. Компания сотрудничает с перерабатывающими предприятиями, оснащение которых позволяет заниматься переработкой опасных для природы веществ.
Для многих автомобилистов утилизация аккумуляторных батарей перестала быть проблемой. Сотрудничая с компанией «Лом-АКБ», вы:
избавитесь от ненужного хлама;
соблюдёте правила;
сможете заработать.
Сдать никель-кадмиевые АКБ в утиль очень просто. Вам нужно сделать всего 3 шага:
Свяжитесь с менеджером компании, чтобы уточнить цены приема.
Привезите отработанные АКБ или закажите их перевозку специалистам компании.
Получите деньги.
Зарядка щелочных аккумуляторов! | Статьи компании ООО «KRONVUZ» г Москва
Щелочные аккумуляторы имеют широкое применение в бытовых целях и в промышленных. Аккумуляторы, как правило, подразделяются на никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-железные (металлогидридные, Ni-MH). Щелочные аккумуляторы первого типа были изобретены ещё в 1988 гг. Вальдмаром Юнгнером, но стали популярны только после 1950 гг., когда материалы для их изготовления получили доступность для широкого производства. Основное преимущество никель-кадмиевых аккумуляторов заключается в том, что они заряжаются относительно быстро и могут храниться при низких температурах почти при полном разряде довольно длительный срок. К недостаткам такого типа можно отнести малую энергетическую плотность, высокую токсичность и «эффект памяти», для устранения которого требуется полный разряд батареи. Номинальное напряжение Ni-Cd аккумуляторов – 1,2 В. Обычный режим заряда такого устройства – током 0,1 С происходит в течение 16 ч. При использовании его очень важным является процесс перезаряда, потому как сам заряд сопровождается повышением внутреннего давления. По мере нагревания выделяется кислород и коэффициент использования тока может упасть. Важно не передерживать аккумулятор в зарядном устройстве, не давая кислороду выделяться сверх меры. При соблюдении этих простых норм щелочная никель-кадмиевая аккумуляторная батарея прослужит весь отведенный ей стандартом срок.
Сравнительные характеристики щелочных аккумуляторов
Параметры Ni-Cd Ni-MH
Номинальное напряжение, В 1,2 1,2
Ток разряда, максимальный 10С 4С
Удельная энергия: Втч/кг Втч/л 20-40 50-80
60-120 100-270
Срок службы: годы циклы 1-5 1-5
500-1000 500-2000
Саморазряд, % 20-30 (за 28 сут.) 20-40 (за 28 сут.)
Рабочая температура, °С -50 – +60 -40 – +60
Металлогидридные (Ni-MH) щелочные батареи являются во многом аналогами никель-кадмиевых, но по электрохимическим процессам они больше похожи на электро-водородные. Их удельная энергия значительно превышает параметры остальных видов щелочных аккумуляторов. Разработка таких устройств началась примерно в 50-70 гг. прошлого столетия и они стали прототипом батарей, используемых в космической промышленности. Для качественного заряда щелочной металлогидридной батареи необходимо соблюдать тепловой режим. Следует избегать перезарядов (менее 1В). Такое действие может привести к увеличению температуры. Не рекомендуется подсоединять к устройству клеммы, провода и т.п. от неисправных батарей. Это может привести к замыканию. Зарядка щелочного Ni-MH аккумулятора, производится током Iз=0,1С в течение 15 часов.
Наша компания известна как производитель зарядно-разрядных устройств для щелочных аккумуляторов, в том числе широко известного разрядно-зарядного устройства «Зевс». Это оборудование является оптимальным как раз для видов батарей, которые перед процессом зарядки должны полностью разрядиться. Такое устройство оснащено контроллером перезаряда, который помогает своевременно в этом случае отключить напряжение. Ассортимент продукции «Зевс» подходит для всех типов АКБ.
По желанию заказчика наша компания может изготовить устройство «Зевс» двухкамерным. То, есть оно сможет одновременно использоваться для заряда двух аккумуляторов. Также можно сделать его по Северо-Американскому стандарту, т.е. с напряжением питания 110 В и частотой тока 60Гц.
Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами:
Никель-кадмиевые аккумуляторы | Аккумуляторные батареи
Страница 10 из 26
3.2. Никель-кадмиевые аккумуляторы
Кадмиево-никелевые аккумуляторы известны наряду с железо-никелевыми. Они применяются для проволочной связи, радио, питания приборов и т. п.
Кадмиевые аккумуляторы менее подвержены саморазряду, чем железо-никелевые, и сравнительно нечувствительны к низким температурам. Средние напряжения элемента при разряде 1,2 в.
Никель-кадмиевые аккумуляторы имеют много общего с железо-никелевыми. Активная масса положительных пластин, электролиты и некоторые конструктивные данные одинаковы для обоих типов аккумуляторов. Главное различие лежит в отрицательных пластинах, которые в качестве активной массы содержат кадмий или смесь кадмия и железа.
Основные химические реакции в никель-кадмиевом аккумуляторе до некоторой степени неопределенны, особенно в отношении гидратного состояния активной массы и участия железа в реакциях, имеющих место в отрицательных пластинах. Конечный результат реакции – переход кислорода из активной массы пластины одной полярности в пластину другой полярности происходит без заметного изменения электролита в целом. Реакция обычно представляется в следующем виде:
Cd +Ni2O3↔ CdO + 2NiO (главная реакция),
Cd+NiO2↔ CdO+NiO (вторичная реакция).
Основная часть тока обусловливается главной реакцией, но и вторичная реакция, если разряд начинается вскоре после окончания заряда, способствует большей отдаче аккумулятора.
Положительные и отрицательные пластины – одинаковой конструкции; состоят они из перфорированных ламелей, заполненных активной массой. Однако положительные пластины некоторых типов имеют трубчатую конструкцию, очень близкую к конструкции железо-никелевых аккумуляторов. Ламели для пластин обеих полярностей изготовляются из перфорированной стальной ленты, никелированной и отожженной в водороде. Размеры ламели выбираются с запасом для обеспечения возможности расширения активной массы. Увеличение объема активной массы пластин происходит в процессе первых нескольких зарядов и разрядов, в результате чего толщина пластин может увеличиться на 35% от первоначальной. Пакет ламелей показан на рис. 2.10.

Рис. 3.6.. Один из способов соединения отрицательных ламелей в пластинах никель-кадмиевых аккумуляторов.
Активной массой для положительных пластин служит гидроокись никеля. Она получается осаждением из раствора сернокислого никеля NiSO4, при добавлении раствора едкого натра NaOH. Для получения материала должной структуры процесс должен строго регулироваться. Осадок получается тонко дисперсный, обладающий высокоабсорбционными свойствами, он обрабатывается затем раствором каустика. Содержание никеля в готовом продукте в соответствии с формулой обычно меньше 63,2%.
При изготовлении пластин трубчатого типа в активную массу, как и в случае железо-никелевых аккумуляторов, для увеличения проводимости массы добавляется лепестковый никель. В активную массу для конструкций с ламелями добавляется натуральный графит высокой чистоты (зольность менее 1%).
Должны приниматься меры предосторожности для предотвращения загрязнения массы вредными примесями, например примесь железа может уменьшить активность окислов никеля.
Ламели отрицательных пластин заполняются окисью кадмия CdO или гидроокисью кадмия Cd(OH)2; во время первого заряда эти материалы восстанавливаются до металлического кадмия в губчатой форме. Большинство аккумуляторных заводов добавляет в активную массу отрицательных пластин железо в количествах от 5 до 30%. При этом преследуется цель получить кадмий высокодисперсной структуры. Благотворное действие добавки железа на структуру кадмия установлено эмпирически, но истинная причина такого действия полностью не установлена. Некоторые считают, что железо образует сплав с кадмием; другие,– что железо служит в качестве расширителя; третьи думают, что железо действует исключительно как агент, способствующий сохранению тонко-дисперсного состояния электролитически осажденного кадмия. Металлическое железо, несомненно, увеличивает проводимость активной массы, но и окислы кадмия сами являются достаточно хорошими проводниками.
Окисляется ли железо во время разряда, также является объектом различных мнений. Некоторые исследователи думают, что это так и что железо в некоторой малой степени повышает разрядную емкость. По мнению других, железо в токообразующих процессах не участвует.
Электролитом для никель-кадмиевых аккумуляторов служит гидроокись калия, КОН, удельного веса 1,190–1,250.
Часть аккумуляторных заводов добавляет в электролит небольшие количества гидроокиси лития, LiOH, как и в случае аккумуляторов железо-никелевого типа.
Поглощение углекислоты из воздуха или введение ее в электролит вместе с доливочной водой в конечном результате вызывает необходимость в замене электролита. Предел допустимого содержания карбонатов зависит от режима работы аккумулятора.
В результате экспериментов было установлено, что вредное действие карбонатов сказывается только на отрицательных пластинах. В аккумуляторах, содержащих значительное количество карбонатов, на активной массе отрицательных пластин образуется плохо проводящий слой CdCO3, что и обусловливает вялую характеристику. Для восстановления емкости аккумулятора обычно вполне достаточно замены электролита.
Температура замерзания электролита – 28°С не зависит от степени заряженности аккумулятора. Сопротивление электролита несколько превышает сопротивление электролита свинцово-кислотных аккумуляторов. Это обстоятельство, ставящее в невыгодное положение щелочные аккумуляторы в смысле возможности отдачи больших токов, может быть компенсировано увеличением площади Пластин и уменьшением расстояния между ними; с такими конструктивными изменениями щелочные аккумуляторы применяются в качестве стартерных на автобусах и грузовиках.
В течение последних пяти лет выпускались аккумуляторы с пластинами толщиной 1–2 мм и расстоянием между пластинами менее 1 мм, фиксированным посредством эбонитовых полосок, служащих сепараторами.
Если к этому добавить, что кадмиевые пластины обладают способностью к разрядам сильными токами и не теряют работоспособности при низких температурах, возможность применения никель-кадмиевых аккумуляторов в качестве стартерных становится очевидной.
Диагностика качества и состояния герметичных щелочных аккумуляторов для портативной аппаратуры – Компоненты и технологии
В последнее десятилетие наблюдается неуклонный и значительный рост выпуска разнообразной портативной аппаратуры, что определяет и рост спроса на герметичные химические источники тока (ХИТ) для их электро-снабжения.
Значительную долю рынка этой продукции составляют выпускаемые уже несколько десятилетий щелочные аккумуляторы: никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металлгидридные (Ni-MH). При этом вследствие более высоких удельных энергетических характеристик и упрощения решения экологических проблем во всем мире наблюдается тенденция к расширению производства никель-металлгидридных аккумуляторов. Но никель-кадмиевые аккумуляторы благодаря своим несомненным достоинствам (более низкая стоимость, отработанность решений, больший диапазон рабочих температур и возможность обеспечения больших токов разряда) сохраняют свои позиции и сейчас и, вероятно, сохранят их в ближайшем будущем [1].
Аккумуляторы Ni-Cd и Ni-MH имеют одинаковое рабочее напряжение 1,2 В, но характеристики их заметно различаются (табл. 1).
Таблица 1. Типичные характеристики герметичных щелочных аккумуляторов
Для использования в портативной аппаратуре наибольший интерес представляют цилиндрические аккумуляторы, габаритные размеры которых совпадают с аналогичными параметрами традиционных одноразовых ХИТ. В настоящей статье возможности оценки качества аккумуляторов и прогноза их поведения в процессе эксплуатации показаны на примере аккумуляторов типоразмера АА (∅ 14,5 мм, h = 50,5 мм), выпускаемых ведущими компаниями.
Для обеспечения работоспособности источников электропитания аппаратуры необходимо определить минимальный объем информации, который должен приниматься во внимание:
при выборе требуемых источников тока среди аналогичной продукции разных компаний-производителей,
при комплектации из аккумуляторов батарей.
Реальные энергетические возможности герметичных щелочных аккумуляторов в соответствии с техническими условиями оцениваются при проведении от 2 до 5 циклов (в зависимости от срока хранения) заряда-разряда в номинальном режиме (ток заряда — 0,1 С_н, ток разряда — 0,2 С_н). Разрядная емкость их от цикла к циклу увеличивается, а испытания прекращаются при стабилизации величины С_раз. Продолжительность испытаний от 40 до 100 часов.
Но при необходимости обеспечения работоспособности батарей в жестких режимах и условиях эксплуатации следует принимать во внимание не только величину номинальной емкости аккумуляторов, но и мощностные характеристики, которые определяют уровень их рабочего напряжения и потери емкости при разряде до предельного напряжения. При комплектации батарей испытания аккумуляторов в экстремальных режимах увеличивают общую продолжительность испытаний еще на 20–40 часов.
Естественно, появляется желание сократить время испытаний. И в некоторых случаях для оценки реальной емкости источников тока их сразу подвергают быстрому заряду в течение 1 часа при рекомендуемом производителями контроле напряжения и такому же короткому разряду. В этом случае, как правило, получают пугающе низкие величины разрядной емкости, что связано как с уменьшением зарядной и разрядной емкости при таком режиме относительно номинального, так и с изменениями в аккумуляторах в период хранения и необходимостью приведения в рабочее состояние описанным выше стандартным способом.
Сокращение объема испытаний может быть обеспечено лишь при максимально коротком циклировании аккумуляторов в стандартном режиме, но с использованием для оценки их качества дополнительных характеристик, которые могут быть измерены уже на первых циклах.
В настоящей статье описываются характеристики аккумуляторов (внутреннее сопротивление и зарядная характеристика), информация о которых существенна при проектировании батарей для длительной эксплуатации в жестких режимах. Внутреннее сопротивление определяет разрядное напряжение источника тока и характер его изменения в процессе разряда, а вид и параметры зарядной характеристики, особенно в конце процесса, позволяют оценить особенности реализации замкнутого кислородного цикла, которые определяют предельное давление в аккумуляторе и сильно влияют на ресурс источника тока.
Внутреннее сопротивление источника тока
Напряжение источника тока под нагрузкой:
где НРЦ — напряжение разомкнутой цепи, I — ток, протекающий через источник тока, R_Ω — омическое сопротивление, определяемое сопротивлением токоотводов, активных масс электродов и электролита, R_пол — поляризационное сопротивление, определяемое характером и скоростями электрохимических реакций, разное при разных токах разряда.
Омическое сопротивление R_Ω может быть измерено при постоянном токе, когда определяется реакция источника тока на разрядный импульс тока, или при переменном токе 1000 Гц (из импедансного спектра в широком диапазоне частот видно, что Imp_{1000 Нz} ≈ R_Ω).
Поляризационное сопротивление R_пол зависит от тока, и поэтому ГОСТ РФ жестко регламентирует параметры тестового сигнала I₁, I₂, T₁ и T₂ для разных классов аккумуляторов (длинного, среднего или короткого разряда). Полное сопротивление:
Для рассматриваемых в настоящей статье Ni-Cd аккумуляторов измерения должны производиться при I₁ = 0,5 С и I₂ = 5 С, для Ni-MH аккумуляторов — при I₁ = 0,2 С и I₂ = 2 С. Время протекания токов для них одинаково: T₁ = 10 с, T₂ = 3 с. Точность измерений существенно зависит от фронта разрядного импульса I₂ и скорости регистрации отклика.
ГОСТ РФ не оговаривает состояния аккумуляторов при измерении внутреннего сопротивления, но обычно в документации дается величина R_Ω заряженных. Изменение внутреннего сопротивления в процессе разряда позволяет оценить характер изменения рабочего напряжения, но при указанных выше параметрах тестового сигнала (особенно для Ni-Cd аккумуляторов) точность измерений разряженных аккумуляторов значительно снижается, так как при прохождении тока I₂, который может оказаться и больше предельно допустимого для данного типа аккумуляторов, новое их стационарное состояние не достигается.
В документации зарубежных производителей обычно дается величина импеданса при 1000 Гц (Imp_{1000 Hz}). При измерениях на переменном токе оценка величины R_Ω меньше зависит от характеристик аппаратуры.
Рис. 1. Тестер,анализатор ООО «Мегарон» для измерения характеристик химических источников тока
Серийной аппаратуры для измерений внутреннего сопротивления ХИТ в России не выпускается. В наших экспериментах для них использовался тестер-анализатор, разработанный ООО «Мегарон» (г. Санкт-Петербург) (рис. 1) , универсальный инструмент для измерения внутреннего сопротивления источников тока с напряжением до 18 В. Тестер обеспечивает измерения на постоянном токе и переменном при 1000 Гц и последовательно отображает U_хит, R_Ω, R_пол, R_полн и Imp_{1000 Hz} на дисплее. Измерения могут производиться эпизодически или непрерывно при периодической подаче тестового импульса (в том числе и при параллельном разряде постоянным током). Информация может записываться и персональным компьютером, подключаемым к тестеру.
Реализуемые в тестере токи I₁ = 35 мА и I₂ = 350 мА меньше требуемых в соответствии с ГОСТ, но возможность сравнения аналогичных источников тока обеспечивается при малой потере емкости (1 мА·ч/измерение), что позволяет измерять внутреннее сопротивление источников тока, разряженных до 90–100%. Следует помнить только, что при малых величинах сопротивлений точность измерений существенно зависит от качества контакта объекта с измерительным инструментом (даже при разделении силового и измерительного каналов).
Типичные величины R_Ω аналогичных заряженных аккумуляторов разных производителей, которые указываются в документации, как правило, мало различаются. Так, омическое сопротивление Ni-Cd аккумуляторов практически всех производителей составляет ∼17 мОм, Ni-MH аккумуляторов — ∼25 мОм. Заметно более низкое R_Ω имеют никель-кадмиевые аккумуляторы японской компании SANYO, что позволяет существенно увеличить токи их разряда (до 8 С) по сравнению с аналогичными аккумуляторами других компаний.
Таблица 2. Внутреннее сопротивление заряженных герметичных щелочных аккумуляторов ∗ у всех Ni-Cd аккумуляторов снято 500 мА·ч, у Ni-MH аккумуляторов — 800 мА·ч.
Наблюдаемый разброс величин внутреннего сопротивления аккумуляторов разных компаний может служить характеристикой однородности их продукции. Малый разброс R_Ω отражает стабильность технологических процессов производства электродов, операций упаковки пакета электродов и сборки аккумулятора, точность дозировки электролита. Разнообразие рецептур активных масс электродов и особенности технологии изготовления электродов отражаются в величине R_пол, которую можно оценить только при использовании методики измерений сопротивления при постоянном токе. Особенности дизайна отражаются и в соотношении R_Ω /R_пол. В таблице 2 представлены результаты обследования выборок (n = 8–12) свежих аккумуляторов. Измерения внутреннего сопротивления производились периодически при отключении аккумуляторов от схемы разряда.
Рис. 2. Изменение в процессе разряда внутреннего сопротивления (омического — 1–4, поляризационного — 5–6) герметичных Ni-Cd аккумуляторов компаний: 1, 5— SANYO; 2, 6— SAFT; 3, 7— GP; 4, 8— PANASONIC
Рис. 3. Изменение в процессе разряда внутреннего сопротивления (омического — 1–4, поляризационного — 5–6) герметичных Ni-MH аккумуляторов компаний: 1, 5— SANYO; 2, 6— SAFT; 3, 7— GP; 4,8 — АК «Ригель» (Россия)
При увеличении степени разряда аккумуляторов меняется как омическое сопротивление, так и поляризационное. На рис. 2 и 3 представлены усредненные характеристики для описанных выше аккумуляторов. Видно, что характер изменений для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов различен. Следует заметить, что вообще R_Ω увеличивается тем больше, чем меньше типоразмер (и номинальная емкость) источника тока.
Анализ представленных в таблице 2 и на рис. 2 и 3 данных весьма полезен для определения качества продукции разных компаний и прогноза их работоспособности. Понятно, что меньшие величины сопротивления R_полн = R_Ω + R_пол обеспечивают более высокое напряжение при разряде большими токами. Низкое внутреннее сопротивление аккумуляторов компании SANYO, например, обеспечивает после снятия 50% емкости заметно более высокое разрядное напряжение (не менее чем на 50 мВ) по сравнению с аккумуляторами других компаний. Но Ni-MH аккумуляторы этой компании уже не обладают этим преимуществом. Интересно, что в документации на них специально отмечено, что величина импеданса Imp_{1000 Hz} ≈ R_Ω указана для разряженных аккумуляторов. Разброс сопротивления заряженных аккумуляторов компании GP больше, чем у других компаний, и оно больше увеличивается в процессе разряда. Это определяет настоятельную необходимость учитывать этот параметр при подборе аккумуляторов в батареи, которые должны разряжаться токами выше номинального.
Характер изменения в процессе разряда внутреннего сопротивления Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов различается: у последних имеет место более высокое сопротивление их в заряженном состоянии. В силу некоторого различия технологий изготовления оно различается и для аккумуляторов одной и той же электрохимической системы разных компаний.
В связи с этим следует понимать, что ответ на старый вопрос о возможности использовать какие-то составляющие внутреннего сопротивления для оценки степени разряженности ХИТ не может быть универсальным. Необходимо определить эталонные кривые зависимости внутреннего сопротивления от степени разряженности для конкретных типов ХИТ и оценить разброс реальных характеристик относительно них.
То же самое можно сказать и о диагностике степени деградации аккумуляторов в процессе эксплуатации. При длительном циклировании из-за необратимых процессов происходит осушение порового пространства электродов и сепаратора, изменение структуры активных масс. В результате внутреннее сопротивление герметичных аккумуляторов заметно увеличивается, и количественная мера этих изменений позволяет оценивать степень их деградации. При хранении происходят иные процессы, и наблюдаемый эффект увеличения сопротивления герметичных аккумуляторов в значительной мере устраняется при нескольких циклах заряда малыми токами.
Для того чтобы оценки состояния ХИТ были достаточно точными, необходимо накапливать информацию об изменениях в процессе хранения и циклирования, прежде всего, омического сопротивления источников тока.
Следует отметить также, что из-за нелинейного увеличения R_пол при больших токах оценка рабочего напряжения ХИТ более точно может производиться при токе I₂, близком к максимальным требуемым токам. Для осуществления такой технологии испытаний в ООО «Мегарон» была разработана стационарная аппаратура, которая позволяет изменять величины токов тестового сигнала в пределах от 40 мА до 10 А (рис. 4) и проводить измерения непосредственно в процессе разряда. Регистрация информации такая же, как и в тестере-анализаторе, описанном выше.
Рис. 4. Зарядно-разрядное устройство ООО «Мегарон» с возможностью измерения внутреннего сопротивления химических источников тока
Зарядная характеристика
Характер изменения зарядного напряжения во второй половине зарядного процесса позволяет видеть индивидуальные особенности реализации замкнутого кислородного цикла, при котором кислород, выделяющийся при перезаряде на положительном электроде, достигает отрицательного и восстанавливается на его поверхности. Давление несколько выше типичного для каждого типа аккумуляторов не приводит к их разгерметизации, но определяет более быструю деградацию его характеристик при циклировании. Поэтому аккумуляторы, у которых максимальное зарядное напряжение достигается раньше (рис. 5) или максимальное напряжение заметно выше, чем у остальных, должны быть исключены из комплекта для батареи.
Рис. 5. Характеристики Ni-Cd аккумуляторов GP 100AAS при заряде током 100 мА (0,1 С)
Заключение
Итак, оценка различных составляющих полного внутреннего сопротивления позволяет:
оценить качество аккумуляторов конкретного производителя и сравнить их энергетические возможности с аналогичной продукцией других компаний;
с большей надежностью подобрать аккумуляторы в батареи, предназначенные для эксплуатации в жестких режимах;
при накоплении данных обследования больших выборок получить параметр, измерения которого могут позволить обеспечить оценку степени разряженности конкретных типов ХИТ;
при накоплении данных об аккумуляторах при разной их наработке обеспечить наиболее надежный критерий для оценки степени их деградации.
При этом продолжительность испытаний для оценки качества партий аккумуляторов и комплектации из них батарей не увеличивается по сравнению со стандартными испытаниями, так как дополнительная полезная информация об аккумуляторах может быть получена при параллельных измерениях их внутреннего сопротивления на 2 или 3 разряде и анализе семейства зарядных характеристик, которые обычно и не регистрируются.
Литература
Таганова А. А., Бубнов Ю. И., Орлов С. Б. Герметичные химические источники тока: элементы и аккумуляторы, оборудование для испытаний и эксплуатации. СПб.: Химиздат. 2005.
Никель-кадмиевый аккумулятор
– обзор
24,1
Во многих электронных калькуляторах используются аккумуляторные никель-кадмиевые батареи. Общее уравнение для спонтанной реакции в этих ячейках:
Cd (s) + NiO2 (s) + 2h3O → KOHCd (OH) 2 (s) + Ni (OH) 2 (s)
Каковы степени окисления Cd в (а) Cd и (б) Cd (OH) ₂ и Ni в (в) NiO ₂ и (г) Ni (OH) ₂? Что такое (e) окислитель, (f) восстановитель, (g) окисленное вещество и (h) восстановленное вещество? Напишите сокращенное обозначение (i) редукционных пар и (j) всей ячейки.Во время экзамена калькулятор студента дал сбой. (K) Что произошло химически? (l) Напишите общее уравнение для цикла перезарядки этого элемента. (m) Является ли КОН в этой ячейке катализатором?
24,2
Какие утверждения верны? Перепишите любое ложное утверждение, сделав его правильным.
(a)
Гальванический элемент вырабатывает электрическую энергию в результате спонтанной реакции окисления-восстановления.
(б)
Анод – это электрод, на котором происходит восстановление.
(c)
Электродом, который является источником электронов, является отрицательный электрод.
(d)
Катионы всегда заряжены положительно и движутся к катоду.
(e)
Ячейки, разработанные в начале истории электрохимии, известны как первичные ячейки.
(f)
Во время быстрой зарядки может быть доставлено столько же кулонов, что и во время медленной зарядки свинцовой аккумуляторной батареи.
24,3
Проведите четкое различие между терминами анод и катод . В ячейке какого типа анод может быть отрицательным по отношению к катоду? Может ли анод быть положительным по отношению к катоду?
24,4
Подготовьте простой эскиз гальванической ячейки, показывающий анод, катод, знаки электродов и направление потока ионов для ячейки, представленной обозначением Ag ( s ) | AgCl ( с ) | HCl ( водн. ) | Cl ₂ ( г ) | (графит).Необходим ли солевой мостик для этой реакции в этих условиях?
24,5
Подготовьте простой эскиз электролитической ячейки, показывающий анод, катод, знаки электродов и направление потока ионов для реакции, заданной уравнением
MgF2 (l) → Mg (s ) + F2 (g)
24,6
Различают первичные и вторичные (запоминающие) ячейки. Назовите ячейку каждого типа, который играет важную роль в нашей повседневной жизни.Напишите реакции полуэлементов и общую реакцию клетки для каждого примера.
24,7
* Ячейка Эдисона, представленная Fe | Fe (OH) ₂ | LiOH, KOH | Ni (OH) ₂ | NiO ° OH, иногда используется вместо свинцовых аккумуляторных батарей, когда важен вес. Напишите полуреакции, описывающие процессы окисления и восстановления, и напишите общую реакцию клетки.
24,8
Определите E º и E для реакции
Fe + 2Fe3 + → 3Fe2 +
, учитывая, что E º = −0.409 В для Fe ²⁺ / Fe и 0,770 В для Fe ³⁺ / Fe ²⁺ при 25 ° C. Предположим, что концентрации иона железа (II) и иона железа (III) равны 1,0 × 10 ⁻³ M и 1,5 M , соответственно.
24,9
Рассмотрим ячейку, представленную обозначением Zn | ZnCl ₂ ( водн. ) | Cl ₂ (1 атм) | (графит). (a) Нарисуйте ячейку, показывающую анод, катод, направление потока электронов, потока ионов и т. д. (b) Стандартные потенциалы восстановления равны -0.7628 В для Zn ²⁺ / Zn и 1,3583 В для Cl ₂ / Cl ^– при 25 ° C. Рассчитайте ЭДС для ячейки при стандартных условиях состояния. (c) Найдите E для ячейки, когда концентрация ZnCl ₂ составляет 0,1 M .
24.10
Изобразите экспериментальную схему для ячейки, заданную формулой (Pt) | H ₂ ( г ) | HCl ( водн. ) | Fe ³⁺ ( водн. ), Fe ²⁺ ( водн ) | (Pt).Обязательно укажите обозначения электродов, названия электродов и т. Д. При 25ºC, E º = 0,770 В для Fe ^3- / Fe ²⁺. Запишите общую реакцию и вычислите E , если [H ⁺] = 0,1 M , [Fe ³⁺] = 0,1 M , [Fe ²⁺] = 0,01 M и P _{H ₂} = 1,33 атм.
24,11
Напишите сбалансированное уравнение для полуреакции, которая происходит на каждом электроде при пропускании электрического тока через 1 M водный раствор следующих веществ с использованием инертных электродов: (a) AgNO ₃; б – CuBr ₂; в – H ₂ SO ₄; г – NaOH.Вы можете обратиться к Приложению C, чтобы решить, какая половина реакции наиболее благоприятна.
24.12
Какую массу расплавленного натрия и массу брома при стандартных условиях можно получить при электролизе расплавленного бромида натрия с использованием тока 15 ампер в течение 3 часов?
24,13
Сколько времени потребуется, чтобы покрыть железный диск 5,0 г серебра, используя раствор, содержащий ион Ag (CN) ₂ ^– и ток 1.5 ампер?
24,14
Сколько ампер электрического тока необходимо пропустить через раствор CuSO ₄, чтобы покрыть 1,0 кг меди за 8,0 часов?
24,15
Напишите химическое уравнение электролиза достаточно концентрированного солевого раствора. Если в течение 5,0 часов пропустить 1,5 ампера, какой объем газообразного хлора будет образован, если его измерить при 745 торр и 85 ° C, если предположить, что процесс будет эффективен на 80%?
24.16
* Рассмотрим гальванический элемент, представленный Zn | Zn ²⁺ || Fe ³⁺ | Fe. (а) Запишите полуракции и общую реакцию клетки. (b) Стандартные потенциалы восстановления для Zn ²⁺ / Zn и Fe ³⁺ / Fe составляют -0,7628 В и -0,036 В, соответственно, при 25 ° C. Определите стандартное напряжение для реакции. (c) Определите E для ячейки, когда концентрация Fe ³⁺ составляет 10 M и Zn ²⁺ составляет 1 × 10 ⁻³ M .(d) Если из этой ячейки необходимо снять 150 миллиампер в течение 15 минут, какова минимальная масса цинкового электрода?
24,17
* Рассмотрим следующее несбалансированное уравнение:
Hg (l) + Fe3 + (водный) → Hg22 + (водный) + Fe2 + (водный)
(a)
Запишите половинные реакции и общая реакция клетки.
(b)
Подготовьте простой эскиз электрохимической ячейки, предназначенной для получения работы от этой реакции.Напишите сокращенное обозначение для этой ячейки. (c) Стандартные потенциалы восстановления при 25 ° C составляют 0,7961 В для Hg ₂ ²⁺ / Hg и 0,770 В для Fe ³⁺ / Fe ²⁺. Найдите E º для реакции. Самопроизвольная реакция в стандартных государственных условиях? (d) Когда [Hg ₂ ²⁺] = 0,001 M , [Fe ²⁺] = 0,1 M и [Fe ³⁺] = 1,00 M , что составляет E за реакцию? Является ли реакция более, менее или такой же спонтанной в этих условиях, чем в стандартных условиях?
24.18
* Ток, последовательно протекающий через 0,5 M водных растворов Ag (CN) ₂ ^–, In ₂ (SO ₄) ₃, и NiSO ₄ высвобождает 112 мл газообразного водорода, измеренного при стандартных условиях из водного раствора KCl. Рассчитайте вес нанесенного Ag, In и Ni, принимая в каждом случае 100% эффективность.
24,19
* Рассчитайте ток, необходимый для депозита (a) 0.50 эквивалентов, (b) 0,50 моль и (c) 0,50 г элементарной платины из раствора, содержащего ион PtCl ₆ ^2-, в течение 5,0 часов.
24,20
* Через слабокислый водный раствор в течение 5,0 мин пропускали ток 250 миллиампер. (а) Напишите уравнения реакций, протекающих на аноде и катоде, и общей реакции. (b) Какие объемы газов будут собираться при 25ºC и 1,00 атм над водой? Давление пара воды при этой температуре составляет 23.756 торр.
24,21
* Образец Al ₂ O ₃ (растворенный в криолите) подвергается электролизу с использованием тока 1,00 ампер. а) Какова скорость производства Al в граммах в час? (b) Кислород, выделяющийся на положительном углеродном электроде, реагирует с углеродом с образованием CO ₂. Какая масса CO ₂ производится в час?
24,22
* То же количество электричества, которое нанесло 0,583 г серебра, было пропущено через раствор соли золота и 0.Образовалось 355 г золота. (а) Рассчитайте эквивалентный вес золота. б) Какова степень окисления золота в этой соли? (c) Если использовался ток 1,0 ампер, как долго длился этот электролиз?
24,23
* Производство U из очищенной руды UO ₂ состоит из следующих этапов:
UO2 + 4HF → UF4 + 2h3OUF4 + 2Mg → U + 2MgF2
Какова степень окисления U в ( а) UO ₂, (б) UF ₄ и (в) U? Определите (г) окислитель и (д) восстановленное вещество.(f) Если вторая реакция была проведена электрохимически, прогнозируйте E º для реакции с учетом E º = – 1,50 В для U ⁴⁺ / U и −2,375 В для Mg ²⁺ / Mg. . (g) Какой ток может генерировать вторая реакция, если 1,00 г UF ₄ вступает в реакцию каждую минуту? (h) Какой объем HF при 25ºC и 10,0 атм потребуется для производства 1,00 фунта урана? (i) Достаточно ли 1 фунта магния для производства 1 фунта урана?
Наилучшие варианты использования никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов в 2021 году
Коммерческие никель-кадмиевые (Ni-Cd) батареи не были популяризированы до 1960-х годов компанией Sanyo в Японии и США.С тех пор никель-кадмиевые батареи стали очень популярными для перезаряжаемой домашней электроники, игрушек и электроинструментов.
В последнее время никель-металлогидридные (NiMH) батареи в значительной степени съели свою долю рынка.
В этой статье мы рассмотрим уникальные особенности никель-кадмиевых аккумуляторов, обсудим их лучшие применения, сравним их с гораздо более популярными никель-металлогидридными аккумуляторами и обсудим, почему для домашнего накопления солнечной энергии есть лучшие варианты, чем никель-кадмиевые аккумуляторы.
Характеристики никель-кадмиевых аккумуляторов
Никель-кадмиевые (Ni-Cd или «никад») батареи
были изобретены еще в 1899 году шведом по имени Вальдемар Юнгнер.В то время в пористых электродах находился никель, который помещался в карманы, в которых смесь никель-кадмий находилась и проводила электричество.
После десятилетий исследований и экспериментов умные люди обнаружили, что чем больше площадь поверхности внутри батареи, тем лучше для более сильных электрических токов.
Таким образом, Ni-Cd аккумуляторы теперь напоминают внутри «желейный рулон» с пористыми анодными и катодными пластинами, помещенными между сепаратором и свернутыми в вкусный заряд с максимальной выходной мощностью.
На обоих концах никель-кадмиевой батареи находится электрод – точка, в которой электричество входит и уходит. В никель-кадмиевых батареях на положительной клемме используется активный материал, называемый гидроксидом никеля, а на отрицательной – металлический кадмий. Внутри находится жидкий раствор щелочного электролита, обычно гидроксида калия.
Кадмий – высокотоксичный элемент, от которого необходимо надлежащим образом утилизировать . В США вы можете сдать их в специализированный центр по переработке аккумуляторов.В то время как современные никель-кадмиевые батареи достаточно хорошо содержат кадмий в самой батарее, не протекая, Европейский Союз запретил переносные модели никель-кадмиевых батарей в 2008 году.
Чем никель-кадмиевые аккумуляторные батареи отличаются от обычных щелочных батареек
Никель-кадмиевые элементы
доступны в тех же размерах, что и щелочные батареи типов от AAA до sub C и D, а также в многоэлементных комбинированных блоках, которые включают эквивалент 9-вольтовой батареи.
Они могут выдавать аналогичный усилитель и иметь емкость в миллиампер-часах (мАч), сопоставимую с другими щелочными батареями.На протяжении многих лет они довольно часто использовались в домашних портативных телефонах, автомобильных игрушках, фонариках, электроинструментах и фототехнике.
Никель-кадмиевые батареи
имеют несколько важных отличий от типичных щелочных батарей, в том числе:
Аккумуляторные
Постоянный ток
Быстрая зарядка и разрядка
Может работать при экстремальных температурах
Долговечность
Они аккумуляторные
Наиболее очевидно, что никель-кадмиевые батареи можно перезаряжать, в то время как большинство других щелочных батарей нужно будет выбросить после того, как они разрядятся.
Для подзарядки просто вставьте их в зарядное устройство для зарядки, и они готовы к работе. Однако они могут быть повреждены, если перезарядить их, поэтому рекомендуется вынимать их из зарядного устройства после достижения 100% заряда.
Постоянный ток
Большинство щелочных батарей имеют напряжение ячеек около 2 В, тогда как напряжение ячеек никель-кадмиевых аккумуляторов составляет 1,2 В.
Хотя это может показаться плохим, никель-кадмиевые батареи могут выдавать эти 1,2 вольта с каждого элемента батареи на полной мощности, пока батарея полностью не разрядится.В то время как другие батареи будут медленно работать с все меньшей и меньшей выходной мощностью в течение заряда, никель-кадмиевые батареи могут обеспечивать постоянное напряжение в течение каждого цикла жизни.
Возможно, у вас был опыт использования электроинструмента, такого как дрель, который действительно выкручивает дневной свет из любого объекта, с которым он получает возможность взаимодействовать после новой зарядки. Затем разница в мощности становится заметной после 10–12 применений, после чего сверло издает удручающее медленное жужжание и останавливается.
Ni-Cds позволяют электроинструменту проворачивать винт номер 4 так же сильно, как и винт 60, вплоть до самого конца заряда.
Никель-кадмиевые батареи
могут обеспечивать такую высокую выходную мощность благодаря очень низкому внутреннему сопротивлению. Подобно слизи, скапливающейся в ваших трубах, которая ограничивает количество воды, которая может выйти из вашего крана, никель-кадмиевые батареи построены из меньшего количества материала, который может препятствовать току электричества, идущему из резервуара, чем другие типы батарей.
Производители аккумуляторов учитывают разницу в напряжении от 1,2 до 2, добавляя дополнительные отдельные элементы к никель-кадмиевым аккумуляторным батареям. Это может сделать напряжение таким же, как у традиционной батареи, но позволит батарее по-прежнему выдавать постоянное высокое напряжение на протяжении всего заряда.
Быстрая зарядка и разрядка
Конструкция с низким внутренним сопротивлением также позволяет никель-кадмиевым батареям быстро разряжать много энергии, а также очень быстро заряжаться.
Хорошо работает при экстремальных температурах
Из-за низкого сопротивления никель-кадмиевые аккумуляторы нелегко перегреть.Это позволяет надежно использовать их во многих суровых условиях с широким диапазоном температур.
Долговечность
Никель-кадмиевые батареи
служат десятилетиями. Если они не разрушаются из-за перезарядки, можно ожидать, что они будут работать годами. Слишком большой заряд может повредить вентиляционное отверстие в батарее, что приведет к высыханию элементов.
Максимальное увеличение заряда за счет предотвращения «эффекта памяти» в никель-кадмиевых батареях
Чтобы ваши никель-кадмиевые батареи оставались в хорошем состоянии, рекомендуется хранить их в разряженном состоянии в прохладном сухом месте.Через год или два рекомендуется провести их через несколько циклов зарядки и разрядки, чтобы восстановить их. Причина, по которой их полезно полностью разрядить перед зарядкой, заключается в том, чтобы противодействовать загадочному явлению, называемому «эффектом памяти». Эффект памяти уникален для никель-кадмиевых аккумуляторов.
Когда вы регулярно заряжаете никель-кадмиевую батарею после небольшого ее использования, кажется, что батарея «помнит», что она получает больше электричества после того, как разрядится определенное количество заряда.В итоге происходит то, что он становится ленивым и перестает работать, когда вы пытаетесь использовать большую часть его емкости сверх этого типичного уровня заряда. Это почти как если бы упрямый ребенок потребовал еще конфет перед тем, как закончить домашнее задание.
Итак, чтобы противодействовать этой раздражающей психологии батареи, рекомендуется регулярно разряжать никель-кадмиевую батарею перед хранением и полностью заряжать ее перед использованием. .
Возвращение к жизни мертвых никель-кадмиевых аккумуляторов
Если эффекта памяти было недостаточно, чтобы вас немного напугать, как вы относитесь к нежити, поселяющейся в вашей никель-кадмиевой батарее?
Даже если может показаться, что никель-кадмиевые батареи вышли из строя и не разряжаются после долгих лет простоя в подвале, их можно вернуть к жизни, выполнив «глубокого цикла» .
Сначала они вернутся в виде зомби с уменьшенной вместимостью, но чем больше вы выполните полных зарядов и разрядов, они снова начнут работать как новые. Процесс глубокого зацикливания влечет за собой толчок от более крупной батареи через некоторые провода.
Посмотрите видео ниже, в котором хитрый человек зажигает аккумуляторную батарею Ni-Cd, использованную несколько десятилетий назад, с помощью одной искры и перезарядки батареи.

Лучшие приложения для никель-кадмиевых аккумуляторов
Обычно никель-кадмиевые батареи используются, когда требуется большая емкость и высокая скорость разряда, что делает их хорошо подходящими для использования в радиоуправляемых автомобилях, фотооборудовании и домашних электроинструментах, которым быстро требуется много энергии.
В наши дни никель-металлогидридные (NiMH) батареи предлагают такую же скорость зарядки и большую емкость батареи того же размера. Вот почему теперь вы видите больше их в батареях для электроинструментов и даже в пультах дистанционного управления. Мы рассмотрим их более подробно в следующем разделе.
Наилучшие варианты применения никель-кадмиевых аккумуляторов в малых масштабах
Светильники на солнечных батареях с питанием от солнца и никель-кадмиевых батарей. Изображение предоставлено: Обзор Geek
Солнечные фонари : Если у вас есть солнечные рождественские огни или фонари для садовых дорожек, никель-кадмиевые батареи – отличный вариант использования.Это потому, что они держат свой заряд значительно дольше, чем никель-металлгидридные аккумуляторы, после попадания прямых солнечных лучей в середине дня и бездействия во второй половине дня. Любители аккумуляторов называют эту особенность низкой «скоростью саморазряда».
Кроме того, они не будут снижать напряжение на ваш свет в течение вечера – они по-прежнему будут излучать такое же количество энергии, пока не взойдет солнце на следующий день. А поскольку они служат дольше, чем батареи других типов, вы можете рассчитывать на стабильную работу в течение многих лет.
Производители солнечного освещения настаивают на использовании никель-кадмиевых аккумуляторных батарей, поскольку они лучше всего подходят для их продукции. Фактически, зарядные устройства, обычно встроенные в каждый светильник, будут заряжать только никель-кадмиевые элементы.
Промышленное применение никель-кадмиевых аккумуляторов
Ni-Cd аккумулятор для авионики в самолетах Boeing и Airbus. Изображение предоставлено: Aerocontact
Критическое резервное питание : Промышленные никель-кадмиевые батареи по-прежнему широко используются в качестве аварийного резервного питания для электроснабжения, поскольку они могут выдавать надежную 100% мощность в различных условиях и температурах, служат в течение длительного времени и могут быть повторно воспламенены путем ремонта. авиационные системы самолетов, атомные электростанции и оборудование для общественного транспорта (освещение, HVAC, тормоза, домофон и сигнализация).
Никель-кадмиевые батареи
и никель-металлгидридные батареи
У никель-кадмиевых аккумуляторов
есть много преимуществ. По сравнению с большинством других типов аккумуляторов эти аккумуляторы:
Последний длиннее
Сохраняют свой полный заряд, пока простаивают дольше
Полная мощность на выходе в течение всего срока службы заряда
Выдерживает высокие колебания температуры
Плюсы и минусы аккумуляторных Ni-Cd аккумуляторов
Плюсы Минусы
Длительный срок службы Меньшая емкость
Выдерживает колебания температуры Эффект памяти
Постоянное выходное напряжение Без вреда для окружающей среды
Быстрая зарядка и разрядка
Однако новый тип аккумуляторных батарей, никель-металлогидридные (NiMH), обеспечивает чуть более 300% емкости никель-кадмиевых аккумуляторов при том же размере.По этой причине никель-металлгидридные аккумуляторы теперь гораздо чаще используются в устройствах вывода аккумуляторов с большим потреблением энергии, например, в фотоаппарате, портативных инструментах и игрушках .
Никель-металлгидридные аккумуляторы
также не обладают раздражающим «эффектом памяти», что означает, что они стабильно работают в течение циклов зарядки и разрядки, независимо от того, какой тип частичной зарядки обычно используется.
Однако никель-металлгидридные батареи со временем выходят из строя быстрее, чем никель-кадмиевые батареи, и они быстрее стареют, если они разряжены.Вот почему рекомендуется полностью зарядить их перед хранением.
Плюсы и минусы аккумуляторных NiMH аккумуляторов
Плюсы Минусы
Более высокая производительность Меньший срок службы
Без эффекта памяти Выход убывает из-за заряда
Почему никель-кадмиевые батареи не идеальны для домашнего накопления энергии
Поскольку никель-кадмиевые батареи служат долго и могут быстро заряжаться, вы можете задаться вопросом, возможно ли соединить большую промышленную никель-кадмиевую батарею с домашней солнечной системой.Если бы не экологические издержки использования кадмия и общая стоимость батареи, это могло бы быть практической идеей.
На самом деле производители домашних солнечных батарей вложили значительные средства в свинцово-кислотные батареи, а в последнее время – в литий-ионные технологии. Таким образом, стоимость этих домашних солнечных батарей значительно снизилась за последнее десятилетие. С учетом сказанного, мы настоятельно рекомендуем вам подумать об использовании литий-ионных батарей для вашей домашней солнечной системы.
Хотя они служат немного дольше, они намного доступнее, экологичнее, проще в обслуживании и проще соединить их с вашей домашней солнечной системой питания и интеллектуальными зарядными устройствами.
Узнайте, сколько вы можете сэкономить с солнечными батареями
Основные выводы
Никель-кадмиевые батареи были очень популярны для электроинструментов, игрушек, фонарей и фотоаппаратов, пока не были разработаны никель-металлогидридные батареи.
Никель-кадмиевые батареи
по-прежнему идеальны для приложений с низким энергопотреблением, таких как освещение солнечных дорожек и солнечные рождественские огни.
Поскольку никель-кадмиевые батареи служат долго и обеспечивают стабильную мощность в течение всего срока службы заряда, они по-прежнему используются для критически важных промышленных приложений резервного копирования.
Никель-металлогидридные аккумуляторы
в три раза превышают емкость никель-кадмиевых аккумуляторов и более экологичны.
Литий-ионные аккумуляторы
гораздо больше подходят для домашних аккумуляторов, чем никель-кадмиевые или никель-металлгидридные аккумуляторы.
Статьи о
BatteryStuff | Ответы на общие вопросы о батареях NiCD
Если это не ваша первая остановка в информационном следе NiCd, я уверен, что информация, которую вы прочитали, услышали или нашли в Интернете, просто огромна.В этом уроке мы постараемся сделать его простым, точным и по существу. Если у вас есть вопросы, на которые вы не нашли ответа, сообщите нам, и мы надеемся, что сможем помочь.
Какие бывают никель-кадмиевые батареи
«NiCd» – это химическое сокращение от состава никель-кадмиевых батарей, которые представляют собой тип вторичных (перезаряжаемых) батарей. Никель-кадмиевые батареи содержат химические вещества никель (Ni) и кадмий (Cd) в различных формах и составах. Обычно положительный электрод состоит из гидроксида никеля (Ni (OH) 2), а отрицательный электрод – из гидроксида кадмия (Cd (OH) 2), причем сам электролит представляет собой гидроксид калия (KOH).
В чем уникальность никель-кадмиевых батарей
Никель-кадмиевые батареи
отличаются от обычных щелочных или свинцово-кислотных батарей по нескольким ключевым параметрам. Одно из основных отличий – напряжение на ячейках. Типичная щелочная или свинцово-кислотная батарея имеет напряжение элемента около 2 В, которое затем постепенно падает по мере разрядки. Никель-кадмиевые батареи уникальны тем, что они будут поддерживать постоянное напряжение 1,2 В на элемент до тех пор, пока оно почти полностью не разрядится. Это позволяет никель-кадмиевым батареям обеспечивать полную выходную мощность до конца цикла разряда.Таким образом, хотя они имеют более низкое напряжение на ячейку, они обеспечивают более мощную доставку во всем приложении. Некоторые производители компенсируют разницу в напряжении, добавляя в аккумуляторную батарею дополнительную ячейку. Это позволяет поддерживать напряжение, такое же, как у аккумуляторов традиционного типа, при этом сохраняя постоянное напряжение, которое является уникальным для никель-кадмиевых аккумуляторов. Еще одна причина, по которой никель-кадмиевые батареи могут обеспечивать такую высокую выходную мощность, заключается в их очень низком внутреннем сопротивлении. Поскольку их внутреннее сопротивление настолько низкое, они способны очень быстро разряжать большую мощность, а также очень быстро принимать большую мощность.Такое низкое внутреннее сопротивление позволяет поддерживать низкую внутреннюю температуру, что обеспечивает быструю зарядку и разрядку. Эта особенность в сочетании с постоянным напряжением элементов позволяет им выдавать большую силу тока при постоянно более высоком напряжении, чем у сопоставимых щелочных батарей.
Применение электроинструментов
Одно из наиболее практичных применений никель-кадмиевых аккумуляторов – это аккумуляторные электроинструменты. Электроинструменты требуют большого количества энергии в течение всего времени использования и не работают так же хорошо при падении напряжения, как обычная батарея.Благодаря никель-кадмиевой технологии электроинструменты могут работать на полную мощность в течение всего времени использования, а не только в первые несколько минут работы. С литий-ионной, щелочной или даже свинцово-кислотной батареей электроинструмент будет работать исключительно хорошо с самого начала, с постоянным снижением мощности, пока электроинструмент не перестанет работать вообще. NiCads, с другой стороны, заставят электроинструмент оставаться на полной мощности до самого конца заряда. Более того, никель-кадмиевые аккумуляторы можно безопасно заряжать всего за 1-2 часа! Мы рекомендуем сменные никель-кадмиевые аккумуляторы PremiumGold для электроинструментов.
Зарядка NiCd аккумуляторов
Еще одна уникальная особенность никель-кадмиевых аккумуляторов заключается в их способе зарядки. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, которые могут выдерживать большие колебания силы тока и напряжения во время зарядки, никель-кадмиевые аккумуляторы требуют постоянной силы тока и лишь очень незначительных колебаний напряжения. Уровень заряда NiCad составляет от 1,2 В до 1,45 В на элемент. При зарядке никель-кадмиевых аккумуляторов обычно используется скорость заряда c / 10 (10% емкости), за исключением скоростных зарядных устройств, которые заряжают либо c / 1 (100% емкости), либо c / 2 (50% емкости). .Никель-кадмиевые аккумуляторы способны получать гораздо более высокую скорость заряда, до 115% от их общей емкости, с минимальным сокращением срока службы, что делает никель-кадмиевые аккумуляторы идеальными аккумуляторами для электроинструментов. Если вы заметили, что аккумулятор нагревается во время зарядки, дайте ему остыть, а затем завершите зарядку. Химическая реакция в NiCad во время зарядки заключается в поглощении тепла, а не в выделении тепла, поэтому во время зарядки возможно более высокое потребление энергии, что позволяет сократить время зарядки.
Хранение никель-кадмиевых батарей
Храните никель-кадмиевые батареи в прохладном и сухом месте.Диапазон температур для хранения батарей составляет от -20 ° C до 45 ° C. При подготовке к хранению никель-кадмиевых батарей убедитесь, что они достаточно глубоко разряжены. Рекомендуемый диапазон составляет от 40% до 0% заряда при хранении. НИКОГДА не замыкайте никель-кадмиевый корпус на сток, поскольку это вызывает чрезмерное нагревание и может вызвать выделение газообразного водорода… AKA-Boom! Скорость саморазряда никель-кадмиевых аккумуляторов составляет около 10% при 20 ° C и возрастает до 20% при более высоких температурах. Не рекомендуется хранить никель-кадмиевые аккумуляторы в течение длительного времени, не используя изредка батарейки.При длительном хранении кадмий в NiCad может образовывать дендриты (тонкие проводящие кристаллы), которые могут перекрывать зазор между контактами и замыкать аккумулятор. Как только это произойдет, уже ничего нельзя будет сделать, чтобы исправить это в долгосрочной перспективе. Лучший способ предотвратить это – частое использование.
Эффект памяти
Одна из самых обсуждаемых тем о NiCad – есть ли у них «память». Идея зарядной памяти возникла, когда они начали использовать никель-кадмиевые батареи в спутниках, где они обычно заряжались в течение двенадцати часов из двадцати четырех в течение нескольких лет.¹ Через несколько лет было замечено, что емкость батареи, похоже, сильно снизилась, и, хотя они все еще работоспособны, они разряжаются только до такой степени, что обычно срабатывает зарядное устройство, а затем опускаются, как если бы они были полностью разряжены. разряжены. Для обычного потребителя это не имеет большого значения, однако мы рекомендуем полностью разрядить используемый никель-кадмиевый аккумулятор перед подзарядкой. Иногда полностью разряженный (но НИКОГДА не замыкающийся накоротко) никель-кадмиевый аккумулятор может предотвратить включение этой загадочной «памяти» батареи.Эффект с похожими симптомами на эффект памяти – это то, что называется понижением напряжения или эффектом ленивого заряда батареи. Это вызвано частой перезарядкой NiCad. Вы можете сказать, что это происходит, когда батарея кажется полностью заряженной, но быстро разряжается после непродолжительного использования. Это не эффект памяти , который ограничен только никель-кадмиевыми батареями, это то, что может случиться с любой батареей и почти всегда происходит из-за перезарядки. Иногда это можно исправить, выполнив несколько циклов очень глубокой разрядки аккумулятора, но это может сократить общий срок службы аккумулятора.Никель-кадмиевые батареи – это единственный тип батарей, который полностью разряжается перед подзарядкой.
Надлежащая утилизация
Никель-кадмиевые батареи
содержат кадмий, высокотоксичный «тяжелый» металл. Никогда не сжигайте никель-кадмиевые аккумуляторы, не выбрасывайте их в мусор и не ломайте их. Всегда утилизируйте никель-кадмиевые кадры в официальных пунктах переработки никель-кадмиевых аккумуляторов. Пока никель-кадмиевые батареи герметично закрыты и никогда не допускают короткого замыкания или чрезмерного заряда, никель-кадмиевые батареи совершенно безопасны в использовании и не выделяют токсичный материал.Если с никель-кадмиевым аккумулятором обращаться хорошо, его хватит на 1000 циклов. Быстрая зарядка никель-кадмиевых аккумуляторов может немного сократить их срок службы, равно как и неправильное хранение.
Резюме
Несмотря на то, что никель-кадмиевые батареи ограничены в применении, они являются исключительным выбором для любых ваших требований к беспроводному электроинструменту. По мере развития технологий появляются и другие химические батареи, однако лучшая выгода для ваших вложений, поскольку заменяемые батареи для электроинструментов, по-прежнему связаны с этим проверенным и испытанным типом батарей.
Выберите аккумулятор для электроинструмента NiCd
Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.
Что такое никель-кадмиевый аккумулятор?
Что означает никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd или NiCad)?
Никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd или NiCad) – это аккумулятор, используемый для портативных компьютеров, дрелей, видеокамер и других небольших устройств с батарейным питанием, требующих равномерного разряда. В NiCd используются электроды из гидроксида оксида никеля, металлического кадмия и щелочного электролита из гидроксида калия.
Никель-кадмиевый аккумулятор был изобретен Вальдемаром Юнгером и запатентован в 1899 году.
Techopedia объясняет никель-кадмиевый аккумулятор (NiCd или NiCad)
Два или более элемента NiCd объединяются в аккумуляторную батарею. Поскольку они часто имеют размер, как первичные элементы (неперезаряжаемые батареи), никель-кадмиевые батареи могут иметь более низкое напряжение на клеммах и меньшую емкость в ампер-часах. Однако никель-кадмиевые аккумуляторы обеспечивают почти постоянное напряжение на клеммах во время разряда, в отличие от первичных элементов, что приводит к почти не обнаруживаемым низким зарядам.Во время разряда никель-кадмиевые батареи преобразуют химическую энергию в электрическую. Во время перезарядки NiCd преобразует электрическую энергию в химическую.
NiCd аккумулятор имеет следующие преимущества:
Выдерживает глубокую разрядку в течение длительного времени
Больше циклов зарядки / разрядки, чем у других аккумуляторных батарей, для увеличения срока службы аккумулятора
Более высокая плотность энергии, легче и компактнее, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов . NiCd предпочтительнее, когда ключевыми факторами являются размер и вес, например, в самолетах.
Более низкая скорость саморазряда, чем у никель-металлогидридных (NiMH) батарей (20 процентов в месяц против 30 процентов в месяц)
Никель-кадмиевые батареи чрезвычайно токсичны. Кроме того, никель и кадмий – дорогие металлы.
В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, никель-кадмиевые аккумуляторы чрезмерно нагреваются, переходят в режим теплового разгона и самоуничтожаются при зарядке динамо-машиной – даже в системах защиты от перегрузки по току. Тем не менее, никель-кадмиевые аккумуляторные батареи обычно оснащены внутренним устройством отключения теплового зарядного устройства, которое сигнализируется, если аккумулятор нагревается и / или достигает максимального напряжения.
Купить щелочные, никель-металлгидридные, литиевые, литий-ионные, никель-кадмиевые батареи.
Аккумуляторы A B C!
Сегодня вы вряд ли сможете переместиться на 5 футов в любом направлении, не пересекая пути с устройством с батарейным питанием! Мы живем в эпоху, когда почти все, что можно подключить к электрической розетке, также может работать от батареи.
Эта страница посвящена информации об аккумуляторах. На Onlybatteries.com мы стремимся помочь нашим посетителям понять, как батареи могут и, вероятно, станут еще большей частью их повседневной жизни, чем когда-либо прежде.Для будущих поколений аккумуляторы будут поддерживать нас в течение всей жизни.
Давайте посмотрим на происхождение, историю и эволюцию батарей, потому что, как говорится, «вы не можете знать, куда вы идете, пока не поймете, где вы были».
Веб-сайт yourdictionary.com описывает определение слова аккумулятор (в области электричества) следующим образом:
В электричестве аккумулятор – это:
связанная группа электрохимических ячеек, которые накапливают электрические заряды и генерируют прямые current
одиночный элемент этого типа
аналогичное ядерное, солнечное или тепловое устройство, которое накапливает и генерирует электрическую энергию
Далее следует историческая шкала времени эволюции батареи.Прочитав это, вы обнаружите, насколько примитивными они были вначале, и вскоре вы, как и мы, при проведении этого исследования, впечатлится масштабом их эволюции до наших дней.
История и эволюция электрохимических ячеек доказали свою важность для научных и промышленных применений электричества во всем мире. До появления электрических сетей (которые возникли в конце 19, ^-х, века) электрохимические элементы были основным источником электричества.
Бенджамин Франклин впервые ввел термин «батарея» в 1749 году для описания набора конденсаторов, которые были соединены вместе. Он использовал эти соединенные конденсаторы для своих экспериментов с электричеством. Конденсаторы представляли собой панели со стеклом с металлическим покрытием. Они заряжались (давали энергию) статическими генераторами, а затем разряжались (истощались), касаясь металла их электрода. Соединение их вместе в «ячейку» дало ей более сильный разряд.
В 1800 году мы видим появление Вольтовской груды: названа в честь Алессандро Вольта.Вот краткое изложение того, как это произошло.
Это был Луиджи Гальвани, который в 1780 году во время вскрытия лягушки, прикрепленной к медному крючку, заметил, что, когда он касался ее ноги своим железным скальпелем, нога двигалась или «дергалась». Гальвани определил, что энергия, вызвавшая это сокращение, исходила от самой ноги, и назвал это «животным электричеством». Тем не менее, это был Алессандро Вольта, который был коллегой ученого Гальвани, который не согласился с его теорией и полагал, что это явление на самом деле было вызвано тем, что два разных металла были соединены вместе катализатором, который содержал в себе компонент влаги, что и вызвало это. реакция.Его эксперименты подтвердили эту гипотезу, и его работа была опубликована в 1791 году. Однако в 1800 году Алессандро Вольта изобрел первую настоящую батарею, названную Вольтовской (названной в честь самого Вольта) сваей. Он был назван «ворсом» из-за конфигурации пар цинковых и медных дисков, которые были НАПОЛНЕНЫ один поверх другого, и каждый слой был разделен слоем ткани (иногда использовался картон), пропитанной рассолом (это выступал в роли электролита). Эта батарея, «Voltaic Pile», вырабатывала СТАБИЛЬНЫЙ ток и очень мало теряла заряд, когда не использовалась (сегодня это называется саморазрядом).Вольта экспериментировал с различными металлами и обнаружил, что цинк и серебро дают наилучшие результаты, создавая искры. Это было лучше, чем сочетание цинка и меди, которое в экспериментах Вольта не давало искр.
В течение следующих 60 лет было больше разработок, но теперь мы переходим к 1859 году, когда мы узнаем о первой перезаряжаемой батарее, названной свинцово-кислотным элементом.
В 1859 году свинцово-кислотная химия становится перезаряжаемой батареей 1
^st
До этого момента в истории батарей батареи оказывались полностью разряженными (мертвыми), когда все их химические вещества были исчерпаны / израсходованы.В 1859 году именно Гастон Планте изобрел свинцово-кислотную батарею. Это была первая батарея, которую можно было ЗАРЯДАТЬ, поэтому продукт можно было использовать повторно. История батареи сделана! Свинцово-кислотный элемент состоит из свинцового анода и катода из диоксида свинца, которые погружены в серную кислоту. Оба электрода прореагировали с серной кислотой, которая произвела сульфат свинца, но реакция на свинцовом аноде высвободила электроны во время реакции потребляющего их диоксида свинца, и это произвело электрический ток.Эти химические реакции можно было бы обратить вспять, пропустив обратный ток обратно через батарею, и этот процесс ЗАРЯДАЛ батарею!
В 1886 году цинк-углеродный элемент стал первой сухой батареей
В 1886 году Карл Гасснер получил патент № 37,758, который стал известен как сухой элемент, потому что в нем не было свободного жидкого электролита. Вместо этого хлорид аммония был смешан с гипсом Парижа, в результате чего образовалась паста. Это вместе с небольшим количеством хлорида цинка продлило срок хранения элемента.Катод из диоксида марганца был погружен в эту пасту, и оба были запечатаны в цинковую оболочку, которая также действовала как анод. В ноябре 1887 года Гасснер получил патент США на это усовершенствованное устройство.
В 1899 году из химической батареи NiCd (никель-кадмий) образовалась щелочная батарея поколения 1
^St
В 1899 году шведский ученый по имени Вальдемар Юнгнер изобрел химическую никель-кадмиевую батарею. Это была перезаряжаемая батарея с никелевыми и кадмиевыми электродами в растворе гидроксида калия.Это была первая батарея, в которой использовался щелочной электролит. Он продавался в Швеции в 1910 году и поступил на американский рынок в 1946 году. Первые производственные линии были мощными и имели значительно лучшую удельную энергию, чем свинцово-кислотные батареи. Следовательно, они были более дорогими.
В 1903 году мир видит 1 никель-железную батарею
^st
Вальдемар Юнгнер дополнительно изобрел железно-никелевую батарею. Он сделал это в том же году, что и никель-кадмиевая батарея, но обнаружил, что ее характеристики хуже, чем у никель-кадмиевой батареи, и поэтому не подал заявку на патент на нее.Поскольку во время процесса зарядки он производил больше газообразного водорода, его нельзя было герметизировать, и поэтому процесс зарядки был более неэффективным, хотя и менее дорогостоящим. Именно Томас Эдисон подхватил конструкцию никелево-железной батареи Джугнера и в конечном итоге запатентовал ее в 1903 году. Эдисон хотел выпустить на рынок более легкую и прочную версию свинцово-кислотной батареи, которая питала некоторые ранние автомобили, и считал, что это возможно. при этом электромобили станут стандартом. Тогда он мог быть единственным поставщиком этой батареи.Тем не менее, клиенты обнаружили, что его первая модель подвержена утечкам, и было обнаружено, что она не превосходит свинцово-кислотный аккумулятор ни в каком значительном значении. Хотя 7 лет спустя Эдисон смог создать более прочную, надежную и последовательную модель, к этому времени из очень надежной модели T Ford (производства Генри Форда) стали выпускаться автомобили с бензиновым двигателем, ставшие стандартом по сравнению с электрическими. Несмотря на это, батарея Эдисона стала популярной для многих других приложений.
В 1955 году появилось то, что сейчас известно как Common Alkaline Battery
В 1955 году инженеру по имени Льюис Урри, который работал в компании по производству аккумуляторов Eveready (которая теперь известна как Energizer), было поручено найти способ продлить срок службы угольно-цинковых аккумуляторов.Вместо этого он пришел к выводу, что щелочные батареи более перспективны. До этого момента долговечные щелочные батареи были дорогими, но батарея Урри состояла из катода из диоксида марганца, соединенного с порошкообразным цинковым анодом со щелочным электролитом. Использование порошкового цинка позволило увеличить площадь поверхности анода. Эти щелочные батареи стали доступны на публичном рынке в 1959 году.
В начале 1970-х годов на рынок выходит никель-водородная батарея
Никель-водородно-химические батареи вышли на рынок в качестве подсистемы накопления энергии, используемой в коммерческих спутниках связи.По сей день НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства) использует никель-водородные химические батареи для некоторых своих спутников на орбите.
В 1980-х годах мир представляет никель-металлогидридные батареи (NiMh)
Никель-металлогидридные аккумуляторы впервые стали доступны потребителям и промышленности в 1989 году как аналогичные никель-водородные батареи 1970-х годов. Никель-металлогидридные батареи имеют более длительный срок службы (количество жизненных циклов – зарядов), чем никель-кадмиевые батареи, и их продолжительность жизни продолжает увеличиваться, поскольку производители экспериментируют с новыми сплавами.Никель-металлогидридные аккумуляторные батареи менее опасны для окружающей среды, чем никель-кадмиевые химические соединения, которые токсичны для нашей планеты и мусорных свалок.
Сейчас мы находимся в 1970-х и 1990-х годах, когда появляются литиевые и литий-ионные батареи.
Литий – это металл с самой низкой плотностью и наибольшим электрохимическим потенциалом и соотношением энергии к массе, что делает его идеальным материалом для производства батарей. В 1970-х годах первые литиевые батареи были проданы населению, а в 1980-х годах американский химик возглавил исследовательскую группу в Sony Corporation, которая произвела литий-ионную батарею, которая была перезаряжаемой и более стабильной альтернативой литиевой батарее.Первые литий-ионные батареи были доступны для покупки в 1991 году.
В 1996 году была выпущена литий-ионная полимерная батарея.
Эти батареи содержат электролит внутри твердого полимерного композита вместо жидкого растворителя, а сепараторы и электроды соединены друг с другом. Это позволяет заключать батарею в гибкую упаковку, а не в жесткий металлический корпус, а это означает, что этим батареям можно придать особую форму, подходящую для конкретного устройства индивидуально.Литий-ионно-полимерные батареи также имеют более высокую плотность энергии, чем стандартные литий-ионные батареи. Это делает их идеальным выбором для многих портативных электронных устройств, таких как КПК и сотовые телефоны.
Вот некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о батареях, которые мы получаем от абонентов и лиц, обращающихся по электронной почте, на регулярной основе. Это далеко не полный список – это просто обзор вопросов, которые чаще всего задают нам потребители.
По всем дополнительным вопросам, которые могут у вас возникнуть относительно аккумуляторных батарей, которые не рассмотрены в этом разделе, не стесняйтесь обращаться к нам, и мы будем рады своевременно и дружелюбно ответить вам и предоставить качественную техническую информацию по адресу. ты.
1) Каковы номиналы батарей и что они означают для моих батарей?
Батареи оцениваются в количестве мАч (миллиамерных часов), которое они доставляют. Фактически это единица измерения емкости аккумулятора. Он рассчитывается путем умножения силы тока в амперах на время, необходимое для разряда в часах. (Часто используемый пример базовой формулы: батарея, которая выдает 5 ампер в течение 20 часов, выдает 5 ампер раз (x) 20 часов, а это равно 100 ампер-часам.)
2) Что такое цикл?
Один цикл батареи – это время, необходимое для полной разрядки ее заряда, начиная с полной мощности. Некоторые аккумуляторные батареи могут выполнять 2000 циклов зарядки за свой общий срок службы. Неперезаряжаемые батареи, такие как щелочные батареи , предлагают один цикл.
3) Что означает эффект памяти применительно к аккумуляторным батареям?
Термин «эффект памяти» – это термин, используемый для описания результирующей уменьшенной емкости накопителя энергии, которую батарея будет иметь при перезарядке до того, как она сначала полностью разрядится.Никель-кадмиевые химические аккумуляторные батареи могут иметь эффект памяти. Если вы подзаряжаете никель-кадмиевые аккумуляторы до того момента, когда они разрядятся (разряжаются), скажем, на половину заряда, то пополняется только пустая половина, и эта отметка на полпути может стать новым ОБЩИМ объемом мощности для этой батареи. NiMh (никель-металлогидридные) химические аккумуляторные батареи не обладают эффектом памяти. Вы можете перезаряжать их до полного разряда, не беспокоясь о том, что их «память» для общего хранения энергии уменьшится.
Чтобы увидеть наш перечень БЕЗ ВЛИЯНИЯ НА ПАМЯТЬ, посетите NiMh аккумуляторы .

4) Следует ли мне хранить батареи в холодильнике, а не в ящике или на столе в мастерской?
Duracell говорит о температуре хранения аккумуляторов: «Храните аккумуляторы в сухом месте при нормальной комнатной температуре. Экстремальные температуры снижают производительность аккумулятора ».
Energizer публикует следующий совет: «Хранение аккумуляторов в холодильниках или морозильниках не требуется и не рекомендуется для аккумуляторов, производимых сегодня. Фактически, хранение при низких температурах может повредить батареи.Чтобы максимизировать производительность и срок хранения, храните батареи при нормальной комнатной температуре и умеренном уровне влажности ».
Ознакомьтесь с нашей подборкой аккумуляторных стеллажей для хранения .
5) Как узнать, в порядке ли мои батареи?
Вы можете определить, пригодны ли ваши батареи еще, проверив их с помощью тестера батарей. Это простое в использовании и эффективное устройство, созданное специально для этой цели. См. Наши тестеры аккумуляторов здесь.
6) Могу ли я перезарядить любую имеющуюся у меня батарею?
Нет! Заряжать и перезаряжать можно только аккумулятор, на котором указано «перезаряжаемый».Щелочные и химические литиевые батареи не подлежат перезарядке. Это то, что называется «одноразового использования» или «одноразового использования». Пробовать заряжать эти химию опасно! NiCd (никель-кадмий), NiMh (никель-металлогидрид) и Li-Ion (литий-ионные) представляют собой аккумуляторные батареи, которые можно перезаряжать. Если у вас есть аккумуляторные батареи и вам нужно зарядное устройство для их зарядки, ознакомьтесь с нашей подборкой специализированных универсальных интеллектуальных зарядных устройств с таймером .
7) Насколько важно вставлять батарейки, чтобы знаки + и – были в правильном направлении?
Знаки + и – (плюс и минус) на батареях указывают на полярность (полюса / полюса) батареи.Очень важно всегда вставлять батарейки в том направлении (направлении), которое указано на этикетках устройства. Например, в батарейном отсеке для цифровой камеры неправильная установка даже одной батареи в отсек может снизить общую производительность камеры, может вызвать утечку или разрыв неправильно установленной батареи и привести к возможному необратимому повреждению самой камеры. Всегда следуйте направлению знаков + и -, указанных на устройстве, для правильной установки в него батарей.
8) Как избавиться от батарей, если они сели?
Когда срок службы ваших неперезаряжаемых и перезаряжаемых батарей подходит к концу (перезаряжаемые аккумуляторы исчерпали свой максимальный срок службы), правильным и экологически безопасным способом их утилизации является их переработка. Обратитесь в муниципальный отдел утилизации, чтобы узнать, куда сдавать «мертвые» батареи для утилизации. Пожалуйста, защитите нашу планету!
9) На сколько хватит батарей в моем оборудовании?
Это практически невозможно дать точный ответ одним махом.Есть несколько факторов, которые влияют на продолжительность службы батареи. Наиболее важным аспектом для времени работы является скорость, с которой устройство потребляет или истощает электроэнергию. Например, цифровые фотоаппараты являются устройствами с большим потреблением энергии и разряжают батарею быстрее, чем, скажем, настенные часы, которые являются устройством с низким энергопотреблением. После высокого или низкого уровня разряда зависит размер батареи, химический состав, условия использования (продолжительное или прерывистое), температура и другие факторы. По этому типу общих вопросов всегда лучше поговорить со специалистом по аккумуляторным батареям.На сайте onlybatteries.com вы найдете экспертов по аккумуляторным батареям.
10) В этом месяце нашей организации необходимо доставить 22 000 батарей. Мы не планируем использовать их все сразу. Можете ли вы посоветовать, какие батареи обеспечат самый долгий срок хранения?
Конечно, можем! Какими поставщиками аккумуляторов мы стали бы, если бы не поставили продукт, соответствующий требованиям заказчика? Мы доставим именно то, что вам нужно. Просто скажите нам !
Посетите наш информационный центр по аккумуляторным батареям (где вы ТАКЖЕ увидите НЕВЕРОЯТНЫЕ ЕЖЕДНЕВНЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ) или, только в информационных целях, прочитайте дополнительную информацию о батареях ниже.
ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР ОБ АККУМУЛЯТОРАХ
Мы рады предоставить эту информационную страницу о химическом составе аккумуляторов, определениях и часто используемых терминах аккумуляторов. Этот контент предназначен для того, чтобы помочь вам сделать более осознанный выбор в отношении всех приобретаемых вами аккумуляторов. Как всегда, мы приглашаем вас связаться с нами, если у вас есть какие-либо вопросы о батареях, не рассмотренные на этой странице. Мы всегда рады Вам помочь!
Common Battery Chemistries
Никель-кадмиевые (никель-кадмиевые ) батареи являются наиболее востребованными аккумуляторными батареями в мире.Их состав токсичен для нашей планеты, если их оставить на свалках, поэтому важно утилизировать все никель-кадмиевые батареи, когда мы закончим с ними. Никель-кадмиевые батареи доступны в размерах AA, AAA, C, D, , , 9 В, . Никель-кадмиевые батареи и аккумуляторные блоки обычно используются в приложениях с низким энергопотреблением, таких как: радиоуправляемые автомобили, беспроводные электроинструменты, такие как дрели, часы, фонарики и солнечное освещение, и это лишь некоторые из наиболее широко используемых приложений. Важно полностью разрядить эти батареи перед их зарядкой, иначе их емкость упадет, что приведет к сокращению времени работы во время работы.Это часто называют «эффектом памяти». В устройство встроены зарядные устройства для аккумуляторов, которые позволяют избежать необходимости запускать собственное устройство, в котором находится аккумулятор, чтобы полностью разрядить его перед подзарядкой.
NiMH-Nickel Metal Hydride – новейшая химия для аккумуляторных батарей, доступная в 9-вольтовых батареях размера AA, AAA, C, Sub-C, D и . Никель-металл-гидридные батареи имеют большую емкость, чем никель-кадмиевые батареи, и не подвержены «эффекту памяти».Это означает, что вы можете перезарядить их до того, как они полностью разрядятся, и они не потеряют часть своей общей емкости. Батарея не «запоминает» количество перезарядки, которым она была «долита». Никель-металл-гидридные аккумуляторы обычно используются в следующих приложениях с высоким энергопотреблением: цифровые фотоаппараты, пейджеры, портативные радиостанции, рации, сотовые телефоны, детские игрушки, бритвы, дисковые устройства, электрошокеры, фонарики и, конечно же, многие другие устройства. . Никель-металл-гидридные батареи дороже, чем никель-кадмиевые батареи, однако они прослужат дольше, чем никель-кадмиевые батареи между зарядками, и обеспечивают большее время зарядки (так называемые циклы).У нас есть много зарядных устройств для этих аккумуляторов, и мы настоятельно рекомендуем вам посетить разделы «Быстрое зарядное устройство», «Интеллектуальное зарядное устройство» и «Интеллектуальное зарядное устройство» на нашем веб-сайте.
ЩЕЛОЧНЫЙ – это химический состав, широко используемый в батареях. Щелочные батареи не являются перезаряжаемыми и также называются одноразовыми и / или одноразовыми.
LI-ION -Lithium Ion – это новейший химический состав батарей, который существует сегодня. Литий-ионный аккумулятор может иметь такую же емкость, как и никель-металлгидридные аккумуляторы, но на сегодняшний день они доступны только для портативных компьютеров и сотовых телефонов.Литий-ионные аккумуляторы меньше и легче никель-металлгидридных аккумуляторов. Они не имеют памяти.
ЛИТИЕВЫЕ -Литиевые батареи не подлежат перезарядке. Они предлагают 1,5 вольта и очень долгий срок хранения – около 15 лет. Литиевые батареи лучше всего подходят для приложений с высоким энергопотреблением. Они лучше всего подходят для энергоемкого оборудования и имеют очень длительный срок хранения – 10 лет.
ЛИТИЕВЫЙ ФОСФАТ – (LifePO4), это аккумуляторная батарея с некоторыми довольно потрясающими характеристиками! Они предлагают до 2000 циклов зарядки, имеют малый вес и высокую плотность энергии.Они долго хранятся и не страдают эффектом памяти!
Они используются в оружии для страйкбола, гоночных автомобилях с радиоуправлением и часто в пользовательских аккумуляторных батареях.
ZINC AIR – химический состав, используемый в батареях для слуховых аппаратов. Они не являются перезаряжаемыми и работают за счет окисления цинка кислородом воздуха. Это батарейки, которые используются в слуховых аппаратах и многих наручных часах. Когда воздушно-цинковые системы герметичны, срок годности при хранении большой, а скорость саморазряда очень низкая, обычно всего 2% в год.
Если у вас возникнут вопросы по химическому составу аккумуляторов, позвоните нам или позвоните по бесплатному телефону. Мы с радостью поможем вам определить, какой тип химического состава аккумуляторов лучше всего подходит для всех ваших приложений с батарейным питанием.
Глоссарий по аккумуляторным батареям – Основы терминологии по аккумуляторным батареям
Ампер-часы (Ач) – Относится к силе тока – силе электрического тока, выраженной в амперах, которую может выдержать аккумулятор. Чем выше Ач, тем дольше батарея прослужит между зарядками.В батареях это чаще всего выражается в мАч (миллиампер-часах).
Отсек – отдельный отсек в зарядном устройстве
Емкость – измеряется в ампер-часах или миллиампер-часах и представляет собой время, в течение которого аккумулятор может обеспечивать необходимое напряжение.
Ячейка – Одна отдельная аккумуляторная батарея. Устанавливается вместе с другими элементами, образуя аккумуляторные блоки разного напряжения и емкости.
Зарядка: – Устройство, предназначенное для подзарядки аккумуляторных батарей.
Состояние – процесс разряда и зарядки аккумулятора для обеспечения максимальной производительности.
Разряд – процесс выведения энергии из аккумулятора. Это может быть сделано путем истощения энергии в процессе использования или преднамеренного разряда батареи с помощью функции разряда зарядного устройства.
Жизненный цикл – количество раз, которое батарея может быть заряжена и разряжена, прежде чем она перестанет быть под напряжением.
Низкий саморазряд – термин, используемый для аккумуляторов, которые саморазряжаются медленнее, чем при стандартной скорости саморазряда.
Эффект памяти – Эффект, который представляет снижение емкости и напряжения в никель-кадмиевых аккумуляторах из-за повторяющейся зарядки и неполной разрядки (разряда). Это приводит к сокращению общего времени работы без подзарядки.
Миллиампер-час (мАч) – указывает, сколько энергии может хранить аккумулятор – емкость аккумулятора. Чем больше мАч, тем дольше время работы без подзарядки. Один (1) мАч эквивалентен 1/1000 ампер. IE: 2,7 Ач = 2700 мАч.
Саморазряд – если батареи полностью заряжены и лежат на полке, а не используются, они будут саморазряжаться / терять емкость самостоятельно во время простоя.
Напряжение – Напряжение – это измерение энергии в электричестве, в частности, единицы энергии заряда.
Мы полностью оборудованы для поставки продукта по оптовому уровню цен для количества пользователей ВСЕХ ТИПОВ и размеров батарей. У многих наших оптовых клиентов есть особые потребности в доставке. Некоторые просят нас доставить их заказ по графику. Другим необходимо, чтобы товары были доставлены в несколько филиалов. Какими бы ни были ваши оптовые требования к батареям, мы будем тесно сотрудничать с вами, чтобы учесть даже самые индивидуальные особенности.Мы сделаем все возможное, чтобы быть вашим поставщиком аккумуляторов номер 1. Весь наш раздел оптовой продажи аккумуляторов и зарядных устройств для аккумуляторов можно просмотреть по этой ссылке.
Обратите внимание, что мы можем поставлять аккумуляторы оптовыми партиями по оптовым ценам, на блистерных карточках, готовых для розничной демонстрации для торгового посредника или поставлять их в оптовой упаковке, что позволит вам сэкономить еще больше.
Добавьте в закладки наши удивительные аккумуляторы и зарядные устройства SuperCenter для удобства использования в будущем и, пожалуйста, передайте ссылку на наш сайт друзьям и коллегам, которые могут получить пользу только от батарей.com в качестве поставщика аккумуляторов (это может быть каждый …)! Они будут вам благодарны, и мы тоже!
Давайте также воспользуемся этим временем, чтобы предупредить вас о наших впечатляющих Daily Battery SPECIALS , которые, как следует из названия, меняются ежедневно! Регулярно проверяйте их и запасайтесь, когда найдете предложение, которое подходит для ваших потребностей в аккумуляторе и зарядном устройстве!
Мы приглашаем вас ознакомиться с разделом , посвященным аккумуляторным батареям, , , , где вы найдете много ценной и обучающей информации об аккумуляторах и зарядных устройствах в целом.
Конечно, если вы предпочитаете в любое время поговорить с человеком напрямую, мы рекомендуем вам связаться с нами, где мы предоставим вам точную и техническую информацию, используя наш общеизвестно дружелюбный способ обслуживания клиентов. Наше послепродажное обслуживание начинается с того момента, как мы впервые с вами свяжемся!
Бесплатный звонок: 1-800-660-7705
Электронная почта: [email protected]
Оптовые запросы: [email protected]
Никель-кадмиевые никель-кадмиевые батареи
Характеристики
1.2-вольтовые вторичные элементы, использующие щелочную химию, с удельной плотностью энергии, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов.
Изобретен в 1899 году Вальдемаром Юнгнером из Швеции, но массовое производство началось только в начале 1960-х годов.
Они используют гидроксид никеля Ni (OH) 2 для положительного электрода (катода), кадмий Cd в качестве отрицательного электрода (анода) и щелочной электролит гидроксида калия KOH.
Благодаря их небольшому размеру и высокой емкости разряда портативные инструменты и другие потребительские приложения впервые стали практичными.
Ячейки герметичны и используют рекомбинантную систему для предотвращения потери электролита и продления срока службы.
Когда-то они были предпочтительными батареями для портативных устройств с низким энергопотреблением, но теперь они уступили долю рынка новым никель-металлогидридным и литиевым батареям.
Преимущества
Низкое внутреннее сопротивление (менее половины эквивалента NiMH элементов)
Возможна высокая скорость заряда и разряда
Скорость разряда до 10C на короткие периоды времени
Плоская характеристика нагнетания (но быстро спадает в конце цикла)
Переносит глубокие разряды – можно проводить глубокие циклы.
Широкий температурный диапазон (до 70 ° C)
Типичный срок службы более 500 циклов.
Процесс зарядки сильно эндотермический – во время зарядки аккумулятор остывает. Это позволяет заряжать очень быстро, поскольку нагревание I ² R и эндотермическая химическая реакция противодействуют друг другу.
Быстрая зарядка обычно составляет 2 часа, но может быть и от 10 до 15 минут.
Кулоновский КПД никель-кадмия превышает 80% для быстрой зарядки, но может упасть ниже 50% для медленной зарядки.
Герметичный никель-кадмиевый элемент можно хранить в заряженном или разряженном состоянии без повреждений. Его можно восстановить в рабочем состоянии, выполнив несколько циклов зарядки / разрядки.
Электролит – это обычно доступный дешевый гидроксид калия КОН.
Доступен в большом количестве размеров и мощностей.
Недостатки
Главный недостаток этой технологии – ее подверженность эффекту памяти.
Первоначально термины «эффект памяти» или «проблема с памятью» были придуманы для описания циклической проблемы с памятью, когда никель-кадмиевая батарея «запоминала» величину разряда для предыдущих разрядов и ограничивала срок службы батареи.Проблема менее распространена с современными никель-кадмиевыми батареями, которые предназначены для предотвращения циклических проблем с памятью.
Эффект памяти вызван изменением кристаллообразования от желаемого маленького размера к большому, что происходит, когда никель-кадмиевая батарея заряжается до того, как она полностью разрядится. Рост крупных кристаллов увеличивает импеданс элемента и может в конечном итоге предотвратить разряд аккумулятора за пределами этой точки и / или вызвать быстрый саморазряд аккумулятора.
Роста крупных кристаллов можно избежать, полностью разряжая их каждый раз при использовании или используя зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов со встроенной схемой разряда.
Эффект памяти иногда можно обратить вспять, проведя батарею через несколько полных циклов разрядки и перезарядки, что помогает восстановить более мелкие кристаллические образования. Это называется восстановлением.
Никель-кадмиевые батареи
также подвержены выходу из строя из-за перезарядки.
Низкое напряжение элемента 1,2 В по сравнению с первичными щелочными элементами 1,5 В и только четверть емкости щелочных элементов.
Должны быть предусмотрены самоуплотняющиеся вентиляционные отверстия для предотвращения повреждений из-за перегрева и повышения давления.
Кадмий – это тяжелый металл с высокой стоимостью, и его использование в потребительских товарах в настоящее время не рекомендуется по экологическим причинам.
Постепенно отказывается от никель-металлогидридных и литиевых технологий, которые обладают превосходными характеристиками плотности энергии и эксплуатационными характеристиками.
Зарядка
Полностью выключайтесь один раз в месяц, чтобы избежать эффекта памяти.
Не оставляйте аккумулятор в зарядном устройстве.
Метод медленной зарядки: постоянный ток с последующей подзарядкой.
В методе быстрой зарядки используется прекращение зарядки через отрицательный треугольник V (NDV).
Приложения
Моторизованное оборудование
Электроинструменты
Радиостанция двусторонней связи
Электробритвы
Торговые и промышленные переносные изделия
Медицинские инструменты
Аварийное освещение
Игрушки
Стоимость
Относительно недорогой для систем с низким энергопотреблением, но в три-четыре раза дороже, чем свинцово-кислотный при той же мощности.
Никель-кадмиевые батареи
Введение В никель-кадмиевых батареях используются электроды из гидроксида никеля, металлического кадмия и щелочного электролита из гидроксида калия. Никель-кадмиевый аккумулятор был изобретен Вальдемаром Юнгером и запатентован в 1899 году. Никель-кадмиевый аккумулятор – это перезаряжаемый аккумулятор, который обычно находит применение в портативных компьютерах, дрелях, видеокамерах и других небольших устройствах с батарейным питанием.
Электрохимия Никель Кадмий Батареи Полностью заряженный никель-кадмиевый элемент содержит:
Преимущества Преимущества никель-кадмиевых батарей ниже :
Низкое внутреннее сопротивление (менее половины от эквивалента NiMH элементов)
Возможна высокая скорость заряда и разряда
Норма разряда до 10C в течение коротких периодов времени.
Плоская характеристика нагнетания (но быстро спадает в конце цикла)
Переносит глубокие разряды – можно выполнять глубокие циклы.
Широкий температурный диапазон (до 70 ° C)
Типичный срок службы более 500 циклов.
Процесс зарядки сильно эндотермический – во время зарядки аккумулятор остывает. Это позволяет заряжать очень быстро.
Быстрая зарядка аккумулятора может произойти за 2 часа, но может быть от 10 до 15 минут.
Кулоновский КПД никель-кадмия превышает 80% для быстрой зарядки.
Герметичный никель-кадмиевый элемент можно хранить в заряженном или разряженном состоянии без повреждений.
Электролит представляет собой недорогой гидроксид калия КОН и легко доступен.
Доступен в большом количестве размеров и мощностей.
Недостатки никель-кадмиевых аккумуляторов Основным недостатком этой технологии является то, что никель-кадмиевые батареи страдают эффектом памяти. Эффект памяти возникает, когда кристаллическое образование расширяется от маленького до большого размера, что происходит, когда никель-кадмиевый аккумулятор заряжается до того, как он полностью разрядится.Из-за этого может произойти увеличение импеданса ячейки, что может предотвратить разряд батареи за пределами этой точки и вызвать ее саморазряд. Восстановление: с помощью процесса, называемого восстановлением, эффект памяти можно обратить вспять, проведя батарею через множество циклов разрядки и перезарядки, что помогает восстановить более мелкие кристаллические образования.
Возможны повреждения из-за завышенной цены .
У них низкое напряжение ячейки 1.2 В по сравнению с первичными щелочными элементами, которые имеют 1,5 В и только четверть емкости щелочных элементов. Желательно иметь самоуплотняющиеся вентиляционные отверстия, чтобы предотвратить повреждение из-за перегрева и повышения давления.
Отрицательное воздействие на окружающую среду
Кадмий – очень дорогой и токсичный металл.

Параметры	Ni-Cd	Ni-MH
Номинальное напряжение, В	1,2	1,2
Ток разряда, максимальный	10С	4С
Удельная энергия: Втч/кг Втч/л	20-40	50-80
60-120	100-270
Срок службы: годы циклы	1-5	1-5
500-1000	500-2000
Саморазряд, %	20-30 (за 28 сут.)	20-40 (за 28 сут.)
Рабочая температура, °С	-50 – +60	-40 – +60

Плюсы	Минусы
Длительный срок службы	Меньшая емкость
Выдерживает колебания температуры	Эффект памяти
Постоянное выходное напряжение	Без вреда для окружающей среды
Быстрая зарядка и разрядка

Плюсы	Минусы
Более высокая производительность	Меньший срок службы
Без эффекта памяти	Выход убывает из-за заряда