Baterie cu cadmiu. Baterii nichel-cadmiu: dispozitiv, recuperare

În ciuda faptului că bateriile cu nichel-cadmiu au fost interzise din producția în UE încă din acest an, acești muncitori neobosite sunt încă folosiți în multe dispozitive autonome ieftine și puternice (șurubelnițe, aparate de ras electrice, lanterne).

Chiar dacă instrucțiunile de utilizare nu spun nimic despre tipul de baterie a dispozitivului, stabiliți ce anume baterie nichel cadmiu servește ca sursă de curent destul de simplu - cel mai adesea timpul de încărcare este indicat în intervalul de 5-12 ore și există o indicație a necesității de a opri în mod independent încărcătorul după expirarea timpului de încărcare.

Pentru bateriile cu nichel-cadmiu, încărcarea rapidă cu impuls este de preferat în locul încărcării lente. curent continuu. Aceste baterii pot ceda mai multă putere, ceea ce determină alegerea lor pentru dispozitive independente puternice. Bateriile cu nichel-cadmiu sunt singurul tip de baterii care poate rezista la descărcare completă sub sarcină grea fără nicio consecință. Alte tipuri de baterii necesită nr descărcare completă la sarcini de putere relativ reduse.

Bateriilor nichel-cadmiu nu le place încărcarea pe termen lung cu încărcări ușoare ocazionale. Descărcarea completă periodică este necesară pentru ei, așa cum este aerul pentru o persoană - în absența unei descărcări complete, pe electrozi se formează cristale metalice mari (ceea ce duce la manifestarea așa-numitului „efect de memorie”) - bateria se pierde brusc. capacitatea acestuia. Pentru o funcționare îndelungată și eficientă a bateriilor NiCd, sunt necesare cicluri de întreținere a bateriei - descărcare completă urmată de incarcat complet, pe baza majorității recomandărilor - o dată pe lună, cel puțin o dată la 2-3 luni.

Bateriile cu nichel-cadmiu sunt cele mai „rezistente” dintre bateriile produse în masă de astăzi – nici măcar nu necesită un sistem de monitorizare a parametrilor bateriei, ceea ce determină utilizarea lor în dispozitive ieftine și puternice.

Încărcarea cu curenți scăzuti în 5-12 ore vă permite să faceți fără nicio precauție sub forma sistemelor de control al încărcării-descărcării. La reîncărcare, bateria își va pierde pur și simplu încet capacitatea (spre bucuria producătorului). Fiți conștienți de acest lucru atunci când utilizați încărcătoare „băiat rău” (încărcătoare fără mecanism de control automat al încărcării). Prin urmare, cel mai bine este să încărcați o baterie complet descărcată și să respectați cu strictețe timpul de încărcare, care va păstra capacitatea bateriei NiCd pentru o perioadă lungă de timp.

Când utilizați încărcarea „rapidă” (cu un timp de încărcare mai mic de 5 ore), este de dorit să aveți un încărcător cu senzor de temperatură, deoarece temperatura bateriei crește în timpul încărcării, capacitatea crește odată cu temperatura, deoarece capacitatea crește, încărcătorul poate reîncărca bateria peste nivelul cerut, ceea ce duce la o creștere și mai mare a temperaturii (fenomenul de „accelerare termică” a bateriei) și, cel puțin, la o deteriorare a parametrilor bateriei. O situație similară există la încărcarea bateriei la temperaturi scăzute. Senzor de temperatura vă permite să schimbați parametrii de încărcare în funcție de temperatura bateriei, precum și să deconectați bateria de la încărcare atunci când rata de creștere a temperaturii depășește 1 grad Celsius pe minut sau când temperatura bateriei ajunge la 60 de grade Celsius, ceea ce evită consecințele tragice ale evadării termice. .

Ca o ilustrare a necesității unui senzor de temperatură în încărcător, pot da un exemplu de încărcare veche de doi ani a unei baterii nichel-cadmiu pentru o șurubelniță profesională pe un încărcător fără senzor de temperatură (în fotografie - aceasta este încărcătorul în sine), care vă permite să încărcați bateria într-un ritm accelerat - într-o oră. La acel moment, temperatura în apartament era de aproximativ 30 ° C, încărcătorul ar trebui să încarce automat bateria până când se atinge tensiunea țintă și să se oprească automat, ceea ce era spus în engleză în alb în instrucțiunile din secțiunea de siguranță. Dimineața, prima baterie din set a fost încărcată fără excese - după 50 de minute încărcătorul s-a oprit, spre seară a doua baterie a dat o surpriză la încărcare: din cauza lipsei unui senzor de temperatură în încărcător, bateria a intrat în modul de accelerare termică. Deoarece încărcarea a fost accelerată, problema a fost observată târziu - când bateria a intrat în fum și a început să pulverizeze electrolit fierbinte. Încărcătorul, care a fost deconectat rapid de la rețea, a fost salvat. Bateria a pufnit în agonie mult timp, încercând să provoace cât mai multe daune posibil la plecarea în altă lume, dar a eșuat și daunele s-au limitat la costul bateriei în sine - 15USD. De atunci, încărcătorul a fost conectat la rețea printr-un temporizator.

În ciuda deficiențelor lor, bateriile cu nichel-cadmiu mai există printre noi. Sper că o parte din teoria și experiența practică prezentate în articol vor permite cititorului să profite la maximum de bateria nichel-cadmiu a dispozitivului său de care este capabil.

Baterie nichel-cadmiu

Baterii nichel-cadmiu

Baterie de bord nichel-cadmiu de aviație 20NKBN-25-U3

Baterie nichel-cadmiu(NiCd) - secundar, în care catodul este oxid de nichel hidrat Ni (OH) 2 cu pulbere de grafit (aproximativ 5-8%), electrolitul este hidroxid de potasiu KOH cu o densitate de 1,19-1,21 cu adaos de hidroxid de litiu LiOH (pentru formarea nichelaților de litiu și o creștere a capacității cu 21-25%), anodul este oxid de cadmiu hidrat Cd (OH) 2 sau cadmiu metalic Cd (sub formă de pulbere). EMF-ul unei baterii nichel-cadmiu este de aproximativ 1,37 V, energia specifică este de aproximativ 45-65 Wh/kg. În funcție de proiectare, de modul de funcționare (descărcări lungi sau scurte) și de puritatea materialelor utilizate, durata de viață este de la 100 la 9000 de cicluri încărcare-descărcare. Bateriile industriale moderne (lamelă) nichel-cadmiu pot dura până la 20-25 de ani. Bateriile cu nichel cadmiu (Ni-Cd) sunt singurul tip de baterie care poate fi depozitată descărcată, spre deosebire de bateriile cu hidrură metalică de nichel (Ni-MH) care trebuie depozitate complet încărcate și bateriile cu litiu-ion (Li-ion). , care trebuie să fie stocat la 40% din capacitatea bateriei.

Istoria inventiei

Parametrii

• Intensitate energetică teoretică: 237 Wh/kg.
• Consum specific de energie: 45-65 Wh/kg.
• Densitatea specifică de energie: 50-150 Wh/dm³.
• Putere specifică: 150..500 W/kg.
• EMF = 1,37.
• Tensiune de lucru= 1,35..1,0 V.
• Curent normal de încărcare \u003d 0,1 ... 1 C, unde C este capacitatea.
• Autodescărcare: 10% pe lună.
• Temperatura de functionare: -50…+40 °C.

În prezent, utilizarea bateriilor nichel-cadmiu este foarte limitată din motive de mediu, astfel încât acestea sunt utilizate numai acolo unde utilizarea altor sisteme este imposibilă, și anume, în dispozitivele caracterizate prin descărcare mare și curenții de încărcare. baterie tipică pentru un model zburător, poate fi încărcat în jumătate de oră și descărcat în 5 minute. Datorita rezistentei interne foarte scazute, bateria nu se incalzeste nici la incarcare la curenti mari. Numai atunci când bateria este complet încărcată începe o încălzire vizibilă, care este folosită de majoritatea încărcătoarelor ca semnal pentru sfârșitul încărcării. Din punct de vedere structural, toate bateriile cu nichel-cadmiu sunt echipate cu o carcasă etanșă durabilă, care poate rezista presiunii interne a gazelor în condiții dure de funcționare.

Ciclul de descărcare începe la 1,35 V și se termină la 1,0 V (respectiv 100% capacitatea și 1% capacitatea rămasă)

Electrozii bateriilor cu nichel-cadmiu se realizează atât prin ștanțare dintr-o foaie, cât și prin presare dintr-o pulbere. Electrozii presați sunt mai avansați din punct de vedere tehnologic, mai ieftin de fabricat și au mai mulți rate mari capacitate de lucru, în legătură cu care toate bateriile de uz casnic au electrozi presați. Cu toate acestea, sistemele presate sunt supuse așa-numitului „efect de memorie”. Efectul de memorie apare atunci când o baterie este încărcată înainte de a se epuiza efectiv. Un strat dublu electric „extra” apare în sistemul electrochimic al bateriei și tensiunea acesteia scade cu 0,1 V. Un controler tipic al unui dispozitiv care utilizează o baterie interpretează această scădere a tensiunii ca o descărcare completă a bateriei și raportează că bateria este "rău". Nu există o reducere reală a consumului de energie, iar un controler bun poate asigura că capacitatea bateriei este utilizată pe deplin. Cu toate acestea, într-un caz tipic, controlerul solicită utilizatorului să efectueze din ce în ce mai multe cicluri de încărcare. Și acest lucru duce la faptul că utilizatorul, cu cele mai bune intenții, „ucide” bateria cu propriile mâini. Adică, putem spune că bateria cedează nu atât de la „efectul de memorie” al electrozilor presați, cât de la „efectul de uitare” al controlerelor ieftine.

O baterie care este descărcată și încărcată cu curenți slabi (de exemplu, într-o telecomandă TV) își pierde rapid capacitatea, iar utilizatorul o consideră nefuncțională. Același lucru este valabil și pentru o baterie care a fost încărcată de mult timp (de exemplu, într-un sistem sursă de alimentare neîntreruptibilă) își va pierde capacitatea, deși tensiunea sa va fi corectă. Adică, este imposibil să folosești o baterie nichel-cadmiu în modul tampon. Cu toate acestea, un ciclu descărcare profundă iar încărcarea ulterioară va restabili complet capacitatea bateriei.

În timpul depozitării, bateriile NiCd își pierd și ele capacitate, deși mențin tensiunea de ieșire. Pentru a evita sortarea incorectă la scoaterea bateriilor din depozit, se recomandă depozitarea lor în stare descărcată, apoi după prima încărcare bateriile vor fi complet gata de utilizare. Cel mai bine este să conectați un șir de diodă și rezistor la fiecare celulă pentru a limita tensiunea la 0,5-0,7V per celulă. De asemenea, ajută la egalizarea caracteristicilor celulelor care alcătuiesc bateria. După depozitarea pe termen lung a bateriei, este necesar să se efectueze 2-3 cicluri de încărcare/descărcare cu un curent numeric egal cu capacitatea nominală (1C) pentru ca aceasta să intre în modul de funcționare și să funcționeze cu eficiență deplină.

Domenii de utilizare

Bateriile cu nichel-cadmiu de dimensiuni mici sunt folosite în diverse echipamente ca înlocuitor pentru o celulă galvanică standard, mai ales dacă echipamentul consumă curent mare. Deoarece rezistența internă a bateriilor cu nichel-cadmiu este cu unu până la două ordine de mărime mai mică decât cea a bateriilor convenționale cu mangan-zinc și mangan-aer, puterea este furnizată mai stabil și fără supraîncălzire.

Bateriile cu nichel-cadmiu sunt utilizate în mașinile electrice (ca tracțiune), tramvaie și troleibuze (pentru circuitele de control al energiei), nave fluviale și maritime. Folosit pe scară largă în aviație ca aeropurtat baterii avioane si elicoptere. Sunt folosite ca surse de alimentare pentru șurubelnițe, șurubelnițe și burghie independente.

În ciuda dezvoltării altora sisteme electrochimiceși înăsprirea reglementărilor de mediu, bateriile cu nichel-cadmiu rămân alegerea principală pentru dispozitivele extrem de fiabile care necesită putere mare, cum ar fi luminile de scufundare.

Baterii cu disc nichel-cadmiu

În URSS, bateriile cu disc nichel-cadmiu sigilate (explodează) erau folosite pentru alimentarea dispozitivelor electronice.

Producătorii

Bateriile Ni-Cd sunt produse de multe companii, inclusiv mari companii internaționale precum GP Batteries Int. Ltd., VARTA, GAZ, KONNOC, METABO, EMM, Advanced Battery Factory, Panasonic/Matsushita Electric Industrial, ANSMANN și altele. Printre producatori autohtoni putem numi NIAI (creat pe baza Laboratorului Central de Acumulatori, 1946), COSMOS și CJSC Experimental Plant NIIKhIT.

Eliminare în siguranță

Topirea deșeurilor baterii NiCd are loc în cuptoare temperaturi mari, cadmiul devine extrem de volatil în aceste condiții, iar dacă cuptorul nu este echipat cu un filtru special de captare, substanțele toxice (de exemplu, vaporii de cadmiu) sunt eliberate în mediul extern, otrăvind zonele înconjurătoare. Ca rezultat, echipamentul de eliminare este mai scump decât echipamentul de eliminare a bateriilor cu plumb.

Vezi si

Literatură

• Hrustalev D. A. Acumulatori. M: Smarald, 2003.
• Fedotov G. A. Electrice și dispozitive electronice pentru fotografie. L.: Energoatomizdat, 1984.
• GOST 15596-82. Sursele curente sunt chimice. Termeni și definiții.

Note

(NiMH) și baterii litiu-ion (Li-ion), care trebuie menținute încărcate.

Istoria inventiei

În 1899 Waldmar Jungner Din Suedia, el a inventat bateria nichel-cadmiu, în care nichelul a fost folosit ca electrod pozitiv, iar cadmiul ca electrod negativ. Doi ani mai târziu, Edison a propus un design alternativ, înlocuind cadmiul cu fier. Datorită costului ridicat (comparativ cu bateriile uscate sau plumb-acid), aplicarea practică a bateriilor nichel-cadmiu și nichel-fier a fost limitată.

După invenția din 1932 SchlechtȘi Ackerman Anodul presat a suferit multe îmbunătățiri care au ca rezultat un curent de sarcină mai mare și o durabilitate crescută. Cunoscuta baterie cu nichel-cadmiu sigilată a devenit astăzi disponibilă abia după invenție Newman (Neumann) element complet sigilat în 1947.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al bateriilor cu nichel-cadmiu se bazează pe un proces reversibil:

2NiOOH + Cd + 2H 2 O ↔ 2Ni(OH) 2 + Cd(OH) 2 E 0 = 1,30 V.

Electrodul de nichel este o pastă de hidroxid de nichel amestecată cu un material conductor și depusă pe o plasă de oțel, în timp ce electrodul de cadmiu este o plasă de oțel cu cadmiu spongios presat în ea. Spațiul dintre electrozi este umplut cu o compoziție asemănătoare jeleului pe bază de alcali umed, care îngheață la -27°C. Celulele individuale sunt asamblate în baterii având o energie specifică de 20–35 Wh/kg și având mare resursă- câteva mii de cicluri încărcare-descărcare.

Parametrii

• Conținut energetic teoretic: 237 Wh/kg
• Intensitatea energetică specifică: 45–65 Wh/kg
• Densitatea specifică de energie: 50–150 Wh/dm³
• Putere specifica: 150…500 W/kg
• EMF = 1,37
• Tensiune de operare = 1,35 ... 1,0 V
• Curent normal de încărcare \u003d 0,1 ... 1 C, unde C este capacitatea
• Durată de viață: aproximativ 100-900 de cicluri de încărcare/descărcare.
• Autodescărcare: 10% pe lună
• Temperatura de functionare: -50…+40 °C

În prezent, utilizarea bateriilor nichel-cadmiu este foarte limitată din motive de mediu, astfel încât acestea sunt utilizate doar acolo unde utilizarea altor sisteme este imposibilă, și anume, în dispozitivele caracterizate prin curenți mari de descărcare și încărcare. O baterie tipică de model zburător poate fi încărcată în jumătate de oră și descărcată în cinci minute. Datorita rezistentei interne foarte scazute, bateria nu se incalzeste nici la incarcare la curenti mari. Doar atunci când bateria este complet încărcată începe o încălzire vizibilă, care este folosită de majoritatea încărcătoarelor ca semnal pentru sfârșitul încărcării. Din punct de vedere structural, toate bateriile cu nichel-cadmiu sunt echipate cu o carcasă etanșă durabilă, care poate rezista presiunii interne a gazelor în condiții dure de funcționare.

Ciclul de descărcare începe la 1,35 V și se termină la 1,0 V (respectiv 100% capacitatea și 1% capacitatea rămasă)

Electrozii bateriilor cu nichel-cadmiu se realizează atât prin ștanțare dintr-o foaie, cât și prin presare dintr-o pulbere. Electrozii presați sunt mai avansați din punct de vedere tehnologic, mai ieftin de fabricat și au o capacitate de operare mai mare și, prin urmare, toate bateriile de uz casnic au electrozi presați. Cu toate acestea, sistemele presate sunt supuse așa-numitului „efect de memorie”. Efectul de memorie apare atunci când o baterie este încărcată înainte de a se epuiza efectiv. Un strat dublu electric „extra” apare în sistemul electrochimic al bateriei și tensiunea acesteia scade cu 0,1 V. Un controler tipic al unui dispozitiv care utilizează o baterie interpretează această scădere a tensiunii ca o descărcare completă a bateriei și raportează că bateria este "rău". Nu există o reducere reală a consumului de energie, iar un controler bun poate asigura că capacitatea bateriei este utilizată pe deplin. Cu toate acestea, într-un caz tipic, controlerul solicită utilizatorului să efectueze din ce în ce mai multe cicluri de încărcare. Și acest lucru duce la faptul că utilizatorul, cu cele mai bune intenții, „ucide” bateria cu propriile mâini. Adică, putem spune că bateria cedează nu atât de la „efectul de memorie” al electrozilor presați, cât de la „efectul de uitare” al controlerelor ieftine.

O baterie de uz casnic nichel-cadmiu, descărcată și încărcată cu curenți slabi (de exemplu, într-o telecomandă TV), își pierde rapid capacitatea, iar utilizatorul o consideră nefuncțională. În mod similar, o baterie care a fost încărcată de mult timp (de exemplu, într-un sistem de alimentare neîntreruptibilă) își va pierde capacitatea, deși tensiunea sa va fi corectă. Adică, nu puteți folosi o baterie nichel-cadmiu în modul tampon. Cu toate acestea, un ciclu de descărcare profundă și încărcarea ulterioară vor restabili complet capacitatea bateriei.

În timpul depozitării, bateriile NiCd își pierd și ele capacitate, deși mențin tensiunea de ieșire. Pentru a evita sortarea incorectă la scoaterea bateriilor din depozit, se recomandă depozitarea lor într-o formă descărcată - apoi după prima încărcare bateriile vor fi complet gata de utilizare. Pentru a descărca complet bateria și pentru a egaliza tensiunile pe fiecare element descărcat, puteți conecta un lanț de două diode de siliciu și un rezistor la fiecare element, limitând astfel tensiunea la 1-1,1 V per element. În acest caz, căderea de tensiune pe fiecare diodă de siliciu este de 0,5–0,7 V, așa că trebuie să selectați manual diodele pentru lanț, folosind, de exemplu, un multimetru. După depozitarea pe termen lung a bateriei, este necesar să se efectueze două sau trei cicluri de încărcare/descărcare cu un curent egal numeric cu capacitatea nominală (1C), astfel încât să intre în modul de funcționare și să funcționeze cu eficiență deplină.

Domenii de utilizare

Bateriile cu nichel-cadmiu de dimensiuni mici sunt folosite în diverse echipamente ca înlocuitor pentru o celulă galvanică standard, mai ales dacă echipamentul consumă curent mare. Deoarece rezistența internă a bateriilor cu nichel-cadmiu este cu unu până la două ordine de mărime mai mică decât cea a bateriilor convenționale cu mangan-zinc și mangan-aer, puterea este furnizată mai stabil și fără supraîncălzire.

Bateriile cu nichel-cadmiu sunt utilizate în mașinile electrice (ca tracțiune), tramvaie și troleibuze (pentru circuitele de control al energiei), nave fluviale și maritime. Sunt utilizate pe scară largă în aviație ca baterii de bord pentru avioane și elicoptere. Ele sunt folosite ca surse de alimentare pentru șurubelnițe / șurubelnițe și burghie de sine stătătoare, cu toate acestea, există tendința de a le înlocui cu baterii de curent mare ale diferitelor sisteme cu litiu.

În ciuda dezvoltării altor sisteme electrochimice și a înăspririi reglementărilor de mediu, bateriile cu nichel-cadmiu rămân alegerea principală pentru dispozitivele extrem de fiabile care consumă energie mare, cum ar fi luminile de scufundare.

Perioada de valabilitate lungă, relativ nesolicitant îngrijire permanentăși control, capacitatea de a lucra stabil în îngheț până la -40 ° C și absența posibilității de aprindere în caz de depresurizare în comparație cu litiu, greutate specifică scăzută în comparație cu plumb și ieftinitate în comparație cu argint-zinc, mai mică rezistența internă, fiabilitatea mai mare și rezistența la îngheț în comparație cu NiMH determină utilizarea încă pe scară largă a bateriilor cu nichel-cadmiu în echipament militar, aviație și comunicații radio portabile.

Baterii cu disc nichel-cadmiu

Bateriile nichel-cadmiu sunt, de asemenea, disponibile într-un design ermetic „tabletă”, precum bateriile pentru ceasuri. Electrozii dintr-o astfel de baterie sunt două tablete subțiri presate de masă activă, pliate într-o pungă cu un separator și un arc plat și rulate într-o carcasă de oțel placată cu nichel cu diametrul unei monede. Sunt utilizate pentru alimentarea diferitelor sarcini, în mare parte de putere redusă (curent C / 10-C / 5). Sunt permisi doar curenți mici de încărcare, nu mai mult de C/10, deoarece recombinarea gazelor eliberate trebuie să aibă timp să aibă loc în interiorul carcasei. Datorita designului inchis, permit o reincarcare indelungata cu recombinare continua si eliberarea de energie in exces sub forma de caldura. Tensiunea unei astfel de baterii este mai mică decât cea a uneia neetanșate și se modifică puțin în timpul procesului de descărcare din cauza unui exces de masă activă a catodului creat pentru a accelera recombinarea oxigenului.

Bateriile cu discuri (de regulă, în baterii de 3 bucăți într-o carcasă comună, de o dimensiune similară cu cea sovietică D-0.06) au fost utilizate pe scară largă în calculatoare personale Lansarea 1980-90, în special -286/386 și începutul 486, pentru a alimenta memoria nevolatilă de setări (CMOS NVRAM) și ceasul în timp real atunci când alimentarea de la rețea este oprită. Durata de viață a bateriei în acest mod a fost de câțiva ani, după care bateria, în majoritatea cazurilor lipită pe placa de bază, a trebuit să fie înlocuită. Odată cu dezvoltarea tehnologiei CMOS și scăderea consumului de energie, bateriile NVRAM și RTC au fost înlocuite cu celule de litiu de unică folosință cu o capacitate de aproximativ 200 mAh (CR2032 etc.), instalate în prize cu blocare și înlocuite cu ușurință de către utilizator, cu un perioadă similară de funcționare continuă.

În URSS, bateriile de disc erau practic singurele baterii disponibile pentru vânzare generală (cu excepția bateriilor auto și, mai târziu, a dimensiunii NiCd AA pentru 450 mAh). Pe lângă elementele individuale, a fost oferită o baterie de 9 volți de șapte baterii D-0.1 cu un conector similar cu Krone, care, totuși, nu a fost inclus în compartimentul de alimentare al tuturor radiourilor pentru care a fost destinat. Au fost furnizate doar cele mai simple încărcătoare cu un curent de C/10, încărcând bateria sau acumulatorul în aproximativ 14 ore (timpul era controlat de utilizator).

Producătorii

Bateriile NiCd sunt produse de multe companii, inclusiv companii internaționale mari precum GP Batteries, Samsung (sub marca Pleomax), VARTA, GAZ, Konnoc, Metabo, EMM, Advanced Battery Factory, Panasonic/Matsushita Electric Industrial, Ansmann etc. producători autohtoni, se poate numi NIAI (creat pe baza Laboratorului Central de Acumulatori, 1946), Cosmos, CJSC Pilot Plant NIIKhIT, CJSC NIIKhIT-2.

Eliminare în siguranță

Topirea produselor de reciclare a bateriilor NiCd are loc în cuptoare la temperaturi ridicate, cadmiul devine extrem de volatil în aceste condiții, iar dacă cuptorul nu este echipat cu un filtru special de captare, substanțe toxice (de exemplu, vapori de cadmiu) sunt eliberate în mediu. , otrăvind zonele înconjurătoare. Ca rezultat, echipamentul de eliminare este mai scump decât echipamentul de eliminare a bateriilor cu plumb.

Vezi si

Scrieți o recenzie la articolul „Baterie nichel-cadmiu”

Literatură

• Hrustalev D. A. Acumulatori. M: Smarald, 2003.
• Fedotov G. A. Dispozitive electrice și electronice pentru fotografie. L.: Energoatomizdat, 1984.
• . Sursele curente sunt chimice. Termeni și definiții.
• .

Note

Un fragment care caracterizează bateria nichel-cadmiu

Dintre nenumăratele subdiviziuni care se pot face în fenomenele vieții, se pot subdiviza pe toate în cele în care predomină conținutul, altele în care predomină forma. Printre acestea, spre deosebire de viața rurală, zemstvo, provincială, chiar și la Moscova, se poate include viața din Sankt Petersburg, în special viața de salon. Această viață este de neschimbat.
Din 1805 ne împăcăm și ne certam cu Bonaparte, am făcut constituții și le-am măcelărit, iar salonul Annei Pavlovna și salonul Helene erau exact la fel ca unul cu șapte ani, celălalt acum cinci ani. În același mod, Anna Pavlovna a vorbit cu nedumerire despre succesele lui Bonaparte și a văzut, atât în ​​succesele sale, cât și în îngăduința suveranilor europeni, o conspirație răutăcioasă, cu unicul scop de neplăcere și anxietate a acelui cerc de curte, din care Anna. Pavlovna era reprezentant. La fel, cu Helen, pe care Rumyantsev însuși a onorat-o cu vizita sa și a considerat-o o femeie remarcabil de inteligentă, la fel ca în 1808, așa că în 1812, au vorbit cu entuziasm despre o mare națiune și o mare persoană și au privit cu regret pauza. cu Franta care, dupa spusele oamenilor care s-au adunat in salonul Helen, ar fi trebuit sa se termine in pace.
Recent, după sosirea suveranului din armată, în aceste cercuri opuse din saloane s-a făcut o oarecare entuziasm și s-au făcut unele demonstrații unul împotriva celuilalt, dar direcția cercurilor a rămas aceeași. În cercul Annei Pavlovna au fost acceptați doar legitimiști înrăiți din franceză și aici s-a exprimat ideea patriotică că nu este necesar să meargă la teatrul francez și că întreținerea trupei a costat cât întreținerea întregii clădiri. Evenimentele militare au fost urmărite cu nerăbdare și s-au răspândit cele mai benefice zvonuri pentru armata noastră. În cercul Elenei, Rumyantsev, francez, zvonurile despre cruzimea inamicului și războiul au fost infirmate și au fost discutate toate încercările lui Napoleon de reconciliere. În acest cerc, cei care sfătuiau ordine prea grăbite să se pregătească pentru plecarea la Kazan la tribunal și la instituțiile de învățământ pentru femei, sub patronajul mamei împărătesei, au fost reproșați. În general, întreaga problemă a războiului a fost prezentată în salonul lui Helen ca demonstrații goale care aveau să se încheie foarte curând în pace, iar opinia lui Bilibin, care se afla acum în St. crede că vor rezolva problema. În acest cerc, ironic și foarte inteligent, deși foarte atent, au ridiculizat deliciul Moscovei, a cărui știre a sosit odată cu suveranul la Sankt Petersburg.
În cercul Annei Pavlovna, dimpotrivă, ei admirau aceste delicii și vorbeau despre ele, așa cum spune Plutarh despre antici. Prințul Vasily, care a ocupat toate aceleași funcții importante, a fost legătura dintre cele două cercuri. S-a dus la ma bonne amie [prietenul său demn] Anna Pavlovna și a mers dans le salon diplomatique de ma fille [la salonul diplomatic al fiicei sale] și adesea, în timpul neîncetatului mutare dintr-o tabără în alta, se încurca și îi spunea Annei Pavlovna că a fost necesar să vorbesc cu Helen și invers.
La scurt timp după sosirea suveranului, prințul Vasily a început să discute cu Anna Pavlovna despre treburile războiului, condamnând crunt pe Barclay de Tolly și nehotărând pe cine să-l numească comandant șef. Unul dintre invitați, cunoscut sub numele de un homme de beaucoup de merite [un om de mare merit], a povestit că l-a văzut pe Kutuzov, care acum era ales șef al miliției din Sankt Petersburg, stând în camera statului pentru a primi războinici, s-a exprimat cu prudență presupunerea că acel Kutuzov ar fi persoana care ar satisface toate cerințele.
Anna Pavlovna a zâmbit trist și a observat că Kutuzov, în afară de necazuri, nu dăduse nimic suveranului.
„Am vorbit și am vorbit în Adunarea Nobilimii”, îl întrerupse prințul Vasily, „dar nu m-au ascultat. Am spus că alegerea lui în fruntea miliției nu i-ar plăcea suveranului. Nu m-au ascultat.
„Totul este un fel de manie de a fronda”, a continuat el. - Și în fața cui? Și totul pentru că vrem să simțim deliciile proaste din Moscova ”, a spus prințul Vasily, confuz pentru o clipă și uitând că Helen a trebuit să râdă de deliciile Moscovei, în timp ce Anna Pavlovna a trebuit să le admire. Dar și-a revenit imediat. - Ei bine, se cuvine ca contele Kutuzov, cel mai bătrân general din Rusia, să stea în cameră, et il en restera pour sa peine! [Necazurile lui vor fi zadarnice!] Se poate numi un om care nu poate sta pe cal, adoarme la consiliu, un om de cele mai proaste moravuri! S-a dovedit bine la București! Nu vorbesc despre calitățile lui de general, dar este posibil într-un asemenea moment să numiți un decrepit și orb, doar orb? Generalul orb va fi bun! Nu vede nimic. Joacă orbul orbului... nu vede absolut nimic!
Nimeni nu a obiectat la asta.
Pe 24 iulie a fost absolut corect. Dar pe 29 iulie, lui Kutuzov i s-a acordat demnitatea princiară. Demnitatea domnească ar putea însemna și că au vrut să scape de el - și, prin urmare, judecata prințului Vasily a continuat să fie corectă, deși nu se grăbea să o exprime acum. Dar pe 8 august, un comitet a fost adunat din generalul feldmareșal Saltykov, Arakcheev, Vyazmitinov, Lopukhin și Kochubey pentru a discuta problemele războiului. Comitetul a decis că eșecurile se datorau unor diferențe de comandă și, în ciuda faptului că persoanele care compuneau comitetul cunoșteau antipatia suveranului față de Kutuzov, comitetul, după o scurtă ședință, a propus numirea lui Kutuzov în funcția de comandant șef. Și în aceeași zi, Kutuzov a fost numit comandant plenipotențiar al armatelor și al întregii regiuni ocupate de trupe.
Pe 9 august, prințul Vasily s-a întâlnit din nou la Anna Pavlovna cu l "homme de beaucoup de merite [o persoană de mare demnitate]. L" homme de beaucoup de merite a curtat-o ​​pe Anna Pavlovna cu ocazia dorinței de a numi o femeie administrator. instituție educaționalăÎmpărăteasa Maria Feodorovna. Prințul Vasily a intrat în cameră cu aerul unui fericit câștigător, un om care și-a atins scopul dorințelor.
– Eh bien, you save la grande nouvelle? Prințul Koutouzoff este marechal. [Ei bine, știi veștile grozave? Kutuzov - feldmareșal.] Toate neînțelegerile s-au încheiat. Sunt atât de fericit, atât de bucuros! – spuse prințul Vasily. – Enfin voila un homme, [În sfârșit, acesta este un bărbat.] – spuse el, uitându-se semnificativ și sever în jur la toți cei din sufragerie. L "homme de beaucoup de merite, în ciuda dorinței sale de a obține un loc, nu a putut să nu-i amintească prințului Vasily de judecata sa anterioară. (Acesta a fost nepoliticos atât în ​​fața prințului Vasily în salonul Annei Pavlovna, cât și în fața Annei Pavlovna). , care a primit la fel de bucuros vestea; dar nu a putut rezista.)
- Mais on dit qu "il est aveugle, mon prince? [Dar se spune că este orb?] - spuse el, amintindu-i prințului Vasily propriile sale cuvinte.
- Allez donc, il y voit assez, [Eh, prostii, vede destule, crede-mă.] - spuse prințul Vasily cu vocea lui bașcată, iute, cu tuse, acea voce și tuse cu care a rezolvat toate greutățile. — Allez, il y voit assez, repetă el. „Și ceea ce mă bucur”, a continuat el, „este că suveranul ia dat putere completă asupra tuturor armatelor, asupra întregii regiuni, o putere pe care niciun comandant șef nu a avut-o vreodată. Acesta este un alt autocrat”, a încheiat el cu un zâmbet victorios.
„Doamne ferește, Doamne ferește”, a spus Anna Pavlovna. „Homme de beaucoup de merite, încă nou în societatea judecătorească, care dorește să o lingușească pe Anna Pavlovna, ferindu-și părerea anterioară de această judecată.
- Ei spun că suveranul i-a transferat fără tragere de inimă această putere lui Kutuzov. On dit qu "il rougit comme une demoiselle a laquelle on lirait Joconde, en lui disant: "Le souverain et la patrie vous decernent cet honneur". : „Suveranul și patria vă răsplătesc cu această cinste.”]
- Peut etre que la c?ur n "etait pas de la partie, [Poate că inima nu prea a participat,] - a spus Anna Pavlovna.
„Oh, nu, nu”, a intervenit prințul Vasily cu fervoare. Acum nu putea să cedeze nimănui lui Kutuzov. Potrivit prințului Vasily, nu numai Kutuzov era bun însuși, dar toată lumea îl adora. „Nu, nu se poate, pentru că suveranul a fost atât de capabil să-l aprecieze înainte”, a spus el.
„Dumnezeu să dea ca prințul Kutuzov”, a spus Anpa Pavlovna, „să preia puterea reală și să nu permită nimănui să-i pună spițe în roți – des batons dans les roues”.
Prințul Vasily și-a dat seama imediat cine era acest nimeni. El a șoptit:
- Știu sigur că Kutuzov, ca o condiție indispensabilă, a spus că moștenitorul țarevicului nu trebuie să fie în armată: Vous savez ce qu "il a dit a l" Empereur? [Știți ce i-a spus suveranului?] - Și prințul Vasily a repetat cuvintele, ca și cum ar fi spuse de Kutuzov suveranului: „Nu pot să-l pedepsesc dacă face rău și să-l răsplătesc dacă face bine”. DESPRE! acesta este cel mai deștept om, prințul Kutuzov, et quel caractere. Oh je le connais de longue date. [și ce caracter. Oh, îl cunosc de mult timp.]
„Spun chiar,” a spus l „homme de beaucoup de merite, care încă nu avea tact de curte, „că cei mai iluștri au făcut o condiție indispensabilă ca suveranul însuși să nu vină în armată.
De îndată ce a spus acestea, într-o clipă prințul Vasily și Anna Pavlovna s-au întors de la el și, cu tristețe, oftând din cauza naivității lui, s-au privit unul la altul.

În timp ce acest lucru se întâmpla la Petersburg, francezii trecuseră deja de Smolensk și se apropiau din ce în ce mai mult de Moscova. Istoricul lui Napoleon Thiers, ca și alți istorici ai lui Napoleon, spune, încercând să-și justifice eroul, că Napoleon a fost atras fără să vrea de zidurile Moscovei. Are dreptate, la fel ca toți istoricii care caută o explicație a evenimentelor istorice în voința unei singure persoane; are la fel de dreptate ca și istoricii ruși care susțin că Napoleon a fost atras de Moscova de priceperea generalilor ruși. Aici, pe lângă legea retrospectivității (recurenței), care reprezintă tot ceea ce a trecut ca pregătire pentru un fapt împlinit, există și reciprocitatea care încurcă totul. Un jucător bun care pierde la șah este sincer convins că pierderea sa din cauza greșelii sale și caută această greșeală la începutul jocului, dar uită că în fiecare pas, pe tot parcursul jocului, au existat astfel de greșeli, încât nimeni mișcarea lui nu a fost perfectă. Eroarea asupra căreia atrage atenția îi este remarcată doar pentru că inamicul a profitat de ea. Cu cât mai complicat decât acesta este, deci, jocul războiului care se desfășoară în anumite condiții de timp și unde nu numai voința conduce mașinile fără viață, ci unde totul izvorăște dintr-o ciocnire nenumărată de diverse arbitrariități?

În stadiul actual, există multe baterii care au o compoziție chimică diferită și, datorită prezenței anumitor elemente în ele, sunt proprii. caracteristiciși beneficii operaționale. Bateriile nichel-cadmiu există de mult timp. Dar sunt încă populare și necesare în zone diferite activitate umana.

Din istoria creației

Primele baterii alcaline Ni-Cd au apărut la sfârșitul secolului al XX-lea. Au fost inventate de omul de știință suedez Waldmar Jungner, folosind nichelul ca sarcină pozitivă și cadmiul ca sarcină negativă. În ciuda avantajelor evidente ale acestei invenții, la acel moment productie in masa astfel de baterii erau foarte scumpe și consumau energie. Prin urmare, a fost amânat pentru o perioadă de aproape 50 de ani.

Anii 30 ai secolului trecut sunt remarcabili prin faptul că atunci a fost creată tehnica de introducere a materialelor active chimic ale plăcilor pe un electrod poros acoperit cu nichel. Producția în masă a bateriilor Ni-Cd a început după anii 50.

Caracteristici și beneficii cheie

Bateriile nichel-cadmiu, în cele mai multe cazuri, au o formă cilindrică. Prin urmare, la oamenii de rând ei sunt adesea numiți „bănci”. Există și baterii Ni neutre - de exemplu, pentru ceasuri. Toate celulele de încărcare de acest tip au o capacitate relativ mică în comparație cu (Ni-MH), care a apărut mult mai târziu pentru a îmbunătăți bateriile Ni-Cd.

Cu toate acestea, capacitatea mai mică nu este un dezavantaj care ar putea fi motivul pentru care vechea baterie cu cadmiu să fie complet eliminată. Unul dintre avantajele sale neîndoielnice este că în timpul funcționării nu se încălzește la fel de repede ca MH. Acest lucru reduce foarte mult riscul de supraîncălzire și defecțiune prematură.

Procesul de încălzire mai lent al Ni-Cd se datorează faptului că reacțiile chimice care au loc în interiorul lor sunt endoterme. Cu alte cuvinte, căldura eliberată în timpul reacțiilor este absorbită intern. În ceea ce privește MH, ele diferă de cele cu cadmiu în reacții exoterme cu eliberarea unei cantități mari de căldură. În acest sens, MH se încălzește mult mai repede și se poate „arde” dacă nu este oprit la timp.

Bateriile Ni-Cd au o carcasă metalică densă, care se caracterizează prin rezistență sporită și etanșeitate bună. Sunt capabili să reziste oricăror reacții chimice în interior și să reziste presiune mare gaze chiar și în cele mai proaste condiții. Până când temperatura scade la -40°C. Bateriile nichel-cadmiu nu sunt supuse riscului arderii spontane, spre deosebire de cele moderne.

Printre acestea se numără baterii industriale Ni puternice și fiabile, care pot funcționa complet timp de 20-25 de ani. Și, în ciuda faptului că aceste baterii au fost de multă vreme înlocuite cu baterii MH și cu litiu cu o capacitate mai mare, bateriile Ni-Cd continuă să fie folosite activ până în prezent.

Dacă vorbesc despre categorie de pret, costul Ni-Cd este mult mai mic decât al altor baterii. Acesta este, de asemenea, unul dintre principalele lor plusuri.

Scopul aplicatiei

Bateriile mici Ni-Cd sunt utilizate pe scară largă pentru a alimenta diverse aparate și echipamente de uz casnic, în principal în cazurile în care un anumit dispozitiv consumă o cantitate mare de curent. „Băncile” standard asigură încă funcționarea mașinilor de găurit și șurubelnițelor electrice. Elementele mari sunt indispensabile în transportul public. De exemplu, în troleibuze sau tramvaie pentru a-și alimenta circuitele de control, în transport maritim și mai ales în aviație ca surse secundare de curent la bord.

Caracteristici de operare

Deoarece bateriile Ni-Cd se încălzesc doar când sunt complet încărcate, majoritatea dispozitivelor „înțeleg” acest lucru ca un semnal de oprire a încărcării. Pentru ca acestea să funcționeze mai mult, este recomandat să le încărcați rapid și să le folosiți până când sunt complet descărcate: spre deosebire de MH, bateriile cu descărcare profundă nichel-cadmiu nu se tem.

Acest tip de baterie este singura baterie care se recomandă să fie depozitată complet descărcată, în timp ce bateriile MH ar trebui păstrate complet încărcate și trebuie să verifice periodic tensiunea la ieșire. O astfel de diferență, cu o diferență semnificativă de funcționare, este cu siguranță un alt punct evident în favoarea Ni-Cd.

Când sunt depozitate pentru o lungă perioadă de timp fără utilizare într-o formă descărcată, bateriilor nu se va întâmpla nimic groaznic. Dar să-i aducă înăuntru conditii de lucru, trebuie să efectuați un ciclu complet de încărcare-descărcare cu ei de două sau trei ori. Este mai bine să faceți acest lucru cu puțin timp înainte de utilizare, este posibil pentru o zi, iar apoi bateriile cu nichel-cadmiu vor funcționa cu o ieșire de curent optimă.

Orice Ni-Cd folosit în viața de zi cu zi, atunci când este alimentat de un curent mic și periodic descărcat incomplet, poate pierde semnificativ capacitatea, ceea ce dă impresia unei defecțiuni complete a bateriei. Dacă Ni-Cd a fost încărcat mult timp, de exemplu, într-un dispozitiv cu putere constantă, acesta va pierde și un anumit indicator de capacitate, deși nivelul său de tensiune va fi corect.

Aceasta înseamnă că nu merită să utilizați Ni-Cd în modul de reaprovizionare constantă și „subdescărcare”, iar dacă, totuși, acest lucru s-a întâmplat cu baterie, un ciclu de descărcare profundă urmat de incarcat complet va fi suficient pentru ca capacitatea să fie restabilită.

Acest efect se numește „efect de memorie” și apare atunci când o baterie parțial descărcată este reîncărcată înainte de a fi complet descărcată. Faptul este că așa-numiții electrozi presați sunt utilizați în producția de baterii cu nichel-cadmiu. Acest lucru este foarte convenabil, deoarece „presarea” este de înaltă tehnologie și mai ieftină. Dar tocmai compoziția sa chimică este predispusă la „efectul de memorie” - cu alte cuvinte, la apariția în compoziția electrochimică a bateriei a unui strat electric dublu „extra” sub formă de cristale mari, care determină o scădere. în tensiune.

De aceea celule Ni-Cd deci „dragoste” plină şi descărcare profundă, după care, „ștergerea memoriei”, pot funcționa pe deplin mult timp.

Recuperarea unei baterii nichel-cadmiu

Recuperarea apei

Puteți încerca să restabiliți performanța bateriilor Ni-Cd folosind cel mai comun electrolit sub formă de apă distilată.

Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de câteva instrumente și dispozitive simple:

• acid de lipit ;
• seringa de unica folosinta ;
  ciocan de lipit;
• niște apă distilată .

De obicei acumulator, situat în interiorul unui burghiu sau șurubelniță, arată ca o grămadă de mai multe „cutii” metalice învelite în hârtie groasă. Pentru a înțelege care „bancă” din pachet este cea mai slabă, trebuie mai întâi să măsurați tensiunea la polii fiecărui element. Cum se verifică tensiunea? Foarte simplu, folosind un multimetru sau tester. Cel mai adesea, indicatorul de tensiune pentru cele mai slabe „cutii” este aproape sau egal cu zero.

Pentru a începe procesul de recuperare, trebuie să găuriți un mic orificiu în baterie, după ce o eliberați de hârtie sau etichetă. Acest lucru se poate face cu o șurubelniță folosind un șurub autofiletant ascuțit nr. 16. Este important să aveți grijă să nu deteriorați interiorul bateriei, ci să găuriți doar carcasa exterioară.

În acest caz, merită remarcat încă un avantaj incontestabil: în astfel de baterii, datorită designului lor, etanșeității crescute și caracteristicilor reacțiilor chimice în curs, nu are loc arderea spontană. Prin urmare, metodele amatoare de a aduce la viață celulele cu nichel-cadmiu sunt sigure, în contrast cu efectuarea acestui tip de manipulare cu bateriile moderne cu litiu, care sunt predispuse la explozii și umflături.

1 ml de apă distilată este atras într-o seringă de unică folosință, iar bateria se umple treptat cu ea. În acest caz, este important să nu vă grăbiți, pentru a vă asigura că apa pătrunde treptat în baterie. Apa distilată este necesară pentru a reveni și a crea densitatea electrolitică necesară în interiorul bateriei. După ce apa este umplută, orificiul este închis cu acid de lipit, care este luat pe un chibrit și etanșat cu un fier de lipit bine încălzit.

Unii meșteri susțin că, dacă în loc de apă distilată, electrolitul de la lanternele miniere este turnat în baterie, bateria va funcționa mult mai bine și mai mult.

În concluzie, trebuie să măsurați din nou tensiunea cu un multimetru și să puneți bateria la încărcare. Desigur, o baterie lipită nu va dura mult, dar vă poate ajuta să cumpărați ceva timp înainte de a cumpăra una nouă.

Zapping de recuperare

Pentru bateriile cu nichel-cadmiu, există o metodă de recuperare dovedită, dar foarte riscantă, numită zapping. Esența sa constă în faptul că bateriile sunt supuse unor descărcări scurte de curenți foarte mari, de zece ori mai mari decât norma. Fiecare element este literalmente „ars” de impulsuri de curent de scurtă secundă de 10, 20 de amperi și mai mult.

Zapping-ul necesită un bun amator de electronice și măsuri de siguranță sub formă de ochelari de protecție și, de preferință, salopete. Se pretinde că reface elementele care nu au fost folosite de 20 de ani sau mai mult. Rețineți că zapping-ul se aplică numai bateriilor cu nichel-cadmiu. Recuperare baterii Ni-MH acest mod nu este recomandat.

Ciclu de descărcare-încărcare

Pentru a elimina „efectul de memorie” , necesar descărcați bateria la 0,8-1 volți, apoi încărcați-o complet din nou . Dacă bateria nu a fost restaurată o perioadă lungă de timp, pot fi efectuate mai multe astfel de cicluri și pentru a minimiza „efectul de memorie”, este recomandabil să antrenați bateria în acest fel o dată pe lună.

Cât despre metoda populară „școală”, care presupune înghețarea NiCd sau baterii NiMHîn Lada frigorifica- în ciuda faptului că eficacitatea acestei metode este foarte îndoielnică, puteți găsi o mulțime de informații în rețea despre „recuperarea” bateriilor prin introducerea acestora în frigider. De fapt, este mai bine să folosiți metoda de refacere a elementelor cu apă distilată - cel puțin în acest caz, vor exista mult mai multe șanse de a le reanima.

Așadar, bateriile cu nichel-cadmiu nu sunt inferioare bateriilor moderne în ceea ce privește o serie de avantaje ale caracteristicilor lor tehnice. Sunt încă fiabile, durabile, ieftine și extrem de sigure de utilizat.

Bateriile nichel-cadmiu (Ni-Cd) sunt încă utilizate pe scară largă în economie nationala. Conform designului lor, ele aparțin grupului de baterii alcaline. Aceste baterii sunt la cerere, în ciuda faptului că producția și utilizarea lor este limitată din motive de mediu (cadmiul este o substanță toxică). Dar este imposibil să le abandonați complet, deoarece aceste baterii sunt folosite în dispozitive în care alte baterii nu pot funcționa. În special, aceasta este operarea cu curenți mari de descărcare și încărcare. Acestea sunt dispozitive destul de ușor de întreținut, cu o durată de viață lungă. Prin urmare, merită luate în considerare într-un articol separat.

Prima baterie cu nichel-cadmiu a fost creată de Waldmar Jungner în 1899. Dar atunci producția acestor baterii alcaline a fost mult mai scumpă decât alte tipuri de baterii. Deci, această invenție a fost uitată o vreme. În 1932, a fost dezvoltată o metodă pentru depunerea unui material activ pe un electrod poros de nichel. Acest lucru a adus mai aproape lansarea bateriilor industriale Ni-Cd.

În 1947 au fost efectuate o serie de lucrări, în cadrul cărora gazele degajate în timpul încărcării au fost recombinate fără a fi îndepărtate. Drept urmare, au luat naștere bateriile Ni-Cd sigilate, care sunt folosite și astăzi. Printre producătorii de baterii cu nichel-cadmiu se numără companii atât de mari precum GP Batteries, Samsung, Varta, GAZ, Konnoc, Advanced Battery Factory, Panasonic, Metabo, Ansmann și altele.

În ciuda faptului că au fost utilizate pe scară largă în economia națională în ultimele decenii, bateriile cu nichel-cadmiu își restrâng treptat domeniul de aplicare. Acestea sunt treptat înlocuite cu baterii nichel-metal hidrură și litiu.

În special, bateriile Ni-Cd fac loc tehnologiei portabile. Motivul pentru aceasta este pericolul cadmiului pentru oameni și mediu inconjurator. Aruncarea acestor baterii necesită echipament special pentru a capta cadmiul. pentru că mașina se desfășoară mai ușor, mai rapid și mai bine lucrat. Dar există încă destul de multe domenii în care bateriile cu nichel-cadmiu sunt indispensabile.

Utilizarea bateriilor cu nichel-cadmiu (Ni-Cd)

Bateriile nichel-cadmiu cu dimensiuni reduse sunt folosite în aparatele tehnice care necesită un curent mare pentru funcționarea lor. În astfel de condiții, bateriile Ni-Cd oferă o putere stabilă și nu se supraîncălzi, spre deosebire de alte tipuri de baterii. Bateriile nichel-cadmiu sunt utilizate pe scară largă în troleibuze, tramvaie, ca baterii de tracțiune la mașinile electrice, există baterii industriale Ni-Cd. În plus, sunt utilizate pe scară largă în transportul maritim și fluvial.

Bateriile Ni-Cd pot fi găsite în elicoptere și avioane ca baterii de bord, în unelte portabile (șurubelniță, perforator etc.). Cu toate acestea, bateriile cu litiu se găsesc din ce în ce mai mult în instrumente. Bateriile nichel-cadmiu nu pot fi încă înlocuite în acele dispozitive portabile care au un consum de mare putere. Deși în unele dispozitive sunt înlocuite cu succes, care nu conțin cadmiu nociv.

Bateriile Ni-Cd în formă de disc și-au găsit o aplicație largă. Această variantă a fost utilizată pe scară largă ca baterie pentru a alimenta memoria nevolatilă la primele computere personale. Au fost lipite pe placa de baza. Ulterior au fost înlocuite baterii cu litiu. Bateriile de disc au fost utilizate pe scară largă și în camere, blițuri, calculatoare, lanterne, radiouri, aparate auditive etc.

Bateriile Ni-Cd pot fi depozitate pentru o perioadă lungă de timp, sunt ușor de întreținut, sunt insensibile la temperaturi scăzute, au rezistență internă scăzută și greutate specifică scăzută. Toate acestea depășesc până acum punctul negativ asociat cu prezența cadmiului otrăvitor în ele. Bateriile nichel-cadmiu continuă să domine utilizarea în aviație, echipamente militare și radiouri mobile. În plus, puteți citi materialul despre cum este redus Ni-Cd.

Dispozitiv baterii nichel-cadmiu (Ni-Cd)

Construcția bateriilor Ni-Cd

Din punct de vedere structural, o baterie cu nichel-cadmiu este un electrod pozitiv și negativ separat de un separator. Sunt scufundate într-un electrolit alcalin și toate acestea sunt închise într-o carcasă metalică etanșă. Electrodul pozitiv conține NiOOH (oxid-hidroxid de nichel). Compoziția negativului conține cadmiu (Cd) în compus. Electrolitul este KOH (hidroxid de potasiu). Este un alcalin puternic, inodor. Avantajele KOH sunt că substanța nu este nici explozivă, nici inflamabilă. Fracția de masă a KOH din electrolit conform GOST R 50711-94 ar trebui să fie de cel puțin 85 la sută în formă solidă și de cel puțin 45 la sută în formă lichidă.

Pentru a crește suprafața electrozilor, aceștia sunt produși dintr-o folie subțire. Separatorul dintre electrozi este realizat din material nețesut care nu interacționează cu alcalii. Electrolitul în sine nu este consumat în timpul reacției.

O celulă cu nichel-cadmiu produce o tensiune de aproximativ 1 volt. Prin urmare, acestea sunt combinate în baterii cu o densitate de energie de aproximativ 60 Wh per kilogram.

În imaginea de mai jos, puteți vedea principalele elemente ale bateriei alcaline nichel-cadmiu din seria KL.

Ieșirea Born sau curent este proiectată pentru a elimina curentul din baterie și acționează ca un terminal pentru conectarea bateriilor. Prin dop se umple electrolitul, precum și ieșirea gazului format în timpul procesului de încărcare. Conectarea electrozilor împreună cu benzile de contact asigură scoaterea și alimentarea de la electrozi la arzător. Benzile de contact sunt sudate la electrozi.

Electrodul este o lamelă dispusă orizontal. Conțin substanța activă într-o bandă de oțel perforată. Nervatura dă rigiditatea electrodului și asigură fluxul de curent către banda de contact. Electrozii de polaritate diferită sunt separați printr-un separator de cadru, care nu interferează cu circulația liberă a electrolitului.

Reacții care au loc pe electrozii bateriei Ni-Cd

Procese pe electrodul pozitiv

Principalele reacții electrochimice care apar la electrodul pozitiv al unei baterii cu nichel-cadmiu pot fi descrise prin următoarele formule:

În procesul de încărcare

Ni(OH)2 + OH-? NiOOH + H2O + e -

În timpul descărcării

NiOOH + H2O + e - ? Ni(OH) 2 + OH -

Oxidul-hidroxid de nichel (NiOOH) pe electrodul pozitiv poate fi în două versiuni:

• a-Ni (OH)2;
• a-Ni(OH)2.

Aceste forme diferă prin densitate și hidratare. Dacă bateria este descărcată, atunci ambele forme de hidroxid de nichel sunt prezente pe electrodul pozitiv. Când o baterie Ni-Cd este încărcată, forma a-Ni(OH)2 devine a-NiOOH. În acest caz, rețeaua cristalină a substanței se modifică oarecum. În etapa finală de încărcare, se formează β-NiOOH. Numarul de faze? Și? Hidroxidul de nichel va depinde de condițiile specifice de încărcare.

Fază? formate intens la o rată mare de încărcare sau în timpul supraîncărcării. Ca urmare a formării α-NiOOH, are loc o rearanjare radicală a structurii oxizilor. Pentru comparație, densitatea de fază? este 4,15, iar faza -3,85 g/cm3. Din acest motiv, atunci când bateria Ni-Cd este reîncărcată, volumul masei active a electrodului pozitiv se modifică. Proprietăți electrochimice? Și? sunt de asemenea diferite. Pentru forma a-NiOOH, sarcina trece mai puțin eficient și factorul de utilizare a curentului în acest caz este mai mic decât forma a. Forma? are, de asemenea, un potențial de descărcare mai mic și autodescărcare de două ori mai mic decât pentru?.

Procese pe electrodul negativ

Următoarele reacții au loc la electrodul negativ al unei baterii cu nichel-cadmiu:

La încărcare

Cd(OH)2 + 2e? ? Cd+2OH?

La descărcare

Cd+2OH? ? Cd(OH)2 + 2e?

Capacitatea electrodului de cadmiu din bateriile cu nichel-cadmiu depășește capacitatea electrodului pozitiv cu aproximativ 20-70 la sută. Din acest motiv, se crede că potențialul electrodului negativ în timpul încărcării-descărcării rămâne neschimbat.

Procese generale într-o baterie Ni-Cd

Următoarele reacții au loc într-o baterie cu nichel-cadmiu:

La încărcare

2Ni(OH)2 + Cd(OH)2? 2NiOOH + Cd + 2H2O

La descărcare

2NiOOH + Cd + 2H2O? 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2

În procesul de supraîncărcare, la electrodul pozitiv are loc următoarea reacție:

2OH? ? 1/2O2 + H2O + 2e?

Adică, se eliberează oxigen, care ajunge la electrodul negativ prin separator și acolo, cu participarea sa, are loc următoarea reacție:

1/2O2 + Cd + H2O? Cd(OH)2

Rezultatul este o reacție închisă asupra oxigenului. Acest lucru stabilizează presiunea din bateria cu nichel-cadmiu la supraîncărcare. Cantitatea de presiune din baterie depinde în mare măsură de viteza de transport a oxigenului între electrozii pozitivi și negativi. În procesul de reîncărcare, hidrogenul poate fi eliberat la electrodul negativ de cadmiu:

H2O+e? ? Oh? + 1/2H2

Apoi se oxidează la electrodul pozitiv. Reacția arată astfel:

NiOOH + 1/2H2? Ni(OH)2

Formarea hidrogenului într-o baterie etanșă este un proces periculos. Dacă rata de absorbție a acestuia este scăzută, atunci aceasta poate duce la acumularea acesteia. Și este deja exploziv. Prin urmare, în bateriile sigilate cu nichel-cadmiu, capacitatea electrodului de cadmiu este mult mai mare decât cea pozitivă.

Capacitatea este baterie sigilată este determinată tocmai de valoarea capacităţii electrodului de oxid de nichel.

Caracteristicile bateriilor cu nichel-cadmiu (Ni-Cd)

Tensiunea nominală a bateriilor sigilate cu nichel-cadmiu este de 1,2 volți. O încărcare cu un curent de 1/10 din capacitate are loc în 16 ore. Capacitatea unei baterii Ni-Cd se măsoară prin descărcarea cu un curent de 2/10 de la capacitatea nominală la o tensiune de un volt.

În imaginea de mai jos, puteți vedea caracteristicile de descărcare ale bateriilor cu nichel-cadmiu în diferite moduri de descărcare.

În graficele de mai jos, puteți vedea dependența capacității de descărcare de curentul de sarcină și temperatură.

Autodescărcarea bateriilor cu nichel-cadmiu depinde în principal de instabilitatea termodinamică a electrodului de oxid de nichel-hidroxid. Influența curentului de scurgere dintre electrozi asupra autodescărcării este mică. Dar crește treptat odată cu durata de viață a bateriei. Disiparea căldurii în bateriile Ni-Cd depinde în mare măsură de gradul de încărcare. După ce bateria a câștigat 70 la sută din capacitatea, procesul de evoluție a oxigenului este activat. Ca urmare, datorită ionizării oxigenului la electrozii negativi, bateria este încălzită. La sfârșitul încărcării, temperatura din bateria Ni-Cd crește cu 10-15 grade Celsius. Dacă încărcarea este efectuată într-un mod accelerat, atunci creșterea temperaturii poate fi de 40-45 de grade Celsius.

După deconectarea de la sarcină, potențialul electrodului pozitiv (oxid de nichel) scade și sarcina straturilor profunde și de suprafață se egalizează treptat. După un timp, intensitatea autodescărcării scade. Pentru diferite serii de baterii Ni-Cd, autodescărcarea și stabilizarea capacității reziduale pot varia semnificativ. Autodescărcarea, pe lângă reducerea capacității, duce și la o scădere a tensiunii cu 0,03-0,05 volți. Acest fenomen se explică prin egalizarea treptată a sarcinii în adâncime și pe suprafața electrodului. În plus, are un efect pasivizarea parțială a masei active.

Depozitarea bateriilor cu nichel-cadmiu (precum și a bateriilor plumb-acid) la o temperatură scăzută reduce autodescărcarea. La 20 de grade Celsius, autodescărcarea este de două ori mai mare decât la 0.

Următoarea imagine arată un grafic al pierderii de capacitate pentru bateriile NiCd la diferite temperaturi.

Pentru a compensa autodescărcarea în timpul depozitării bateriei, o puteți pune la o încărcare cu curent scăzut. De obicei, valoarea curentului de încărcare este de 0,03-0,05 din capacitatea. Dar valoarea specifică este negociată de producătorul bateriei. Capacitatea de a rezista la o reîncărcare lungă este diferită pentru bateriile cu nichel-cadmiu de diferite modele. Bateriile alcaline nichel-cadmiu disc, care au electrozi lamelari de grosime mare, sunt cele mai puțin potrivite pentru reîncărcare. Dar există și astfel de modele care sunt capabile să reziste la reîncărcare timp de câteva luni fără consecințe.

În ceea ce privește energia caracteristici Ni-Cd baterii, acestea diferă și în funcție de tipurile de baterii.

Bateriile disc nichel-cadmiu cu 2 electrozi au caracteristici energetice specifice de 15-18 Wh pe kilogram si 35-45 Wh pe litru. Aceeași varietate, dar cu 4 electrozi, are de două ori caracteristicile energetice specifice. Pentru bateriile cilindrice Ni-Cd, aceste valori sunt de 45 Wh pe kilogram și 130 Wh pe litru.

Ce afectează descărcarea bateriilor Ni-Cd?

Caracteristicile de descărcare ale modelelor specifice depind de următoarele caracteristici:

• grosimea, structura, rezistența internă a electrozilor;
• densitatea de asamblare a grupurilor de electrozi;
• caracteristicile separatorului (grosime și structură);
• volumul electrolitului;
• caracteristici specifice de design ale bateriei.

Bateriile disc Ni-Cd cu electrozi grosi presați sunt utilizate în condiții de descărcare lungă. În acest caz, există o scădere treptată a capacității și a tensiunii la 1,1 volți. Când este descărcat la 1 volt, capacitatea rămâne aproximativ 5-10 la sută din valoarea nominală. Astfel de baterii reîncărcabile demonstrează o reducere semnificativă a tensiunii de descărcare și pierderea capacității bateriilor Ni-Cd cu o creștere a curentului de descărcare la o valoare de 0,2*C. Acest lucru se explică prin faptul că masa activă nu are capacitatea de a se descărca uniform adâncime diferită electrozi.

Pentru bateriile care funcționează în modul de descărcare de intensitate medie, electrozii sunt subțiri, iar numărul lor crește la 4. Ca urmare, curentul de descărcare crește la 0,6 din capacitate.

Există și așa-numitele baterii cu descărcare scurtă. Sunt echipate cu electrozi ceramici-metali cu rezistenta interna scazuta. Aceste modele au cea mai mare performanță energetică dintre celelalte tipuri de baterii cu nichel-cadmiu. Tensiunea lor în timpul descărcării este menținută peste 1,2 volți până când epuizează 90% din capacitatea bateriei. Aceste baterii pot fi folosite la descărcarea cu valori mari de curent (3-5C).

De remarcat, de asemenea, bateriile cilindrice cu electrozi laminati. Aceste baterii moderne se pot descărca mult timp cu un curent de 7-10C. Pe graficele de descărcare prezentate mai sus, se poate observa că temperatura OC are un impact semnificativ asupra caracteristicilor bateriilor cu nichel-cadmiu. Bateria are cea mai mare capacitate la 20 de grade Celsius. Odată cu creșterea temperaturii, practic nu se schimbă. Dar când scade la 0 grade, capacitatea scade cu cât mai repede, cu atât valoarea curentului de descărcare este mai mare. Această scădere a capacității este asociată cu o scădere a tensiunii de descărcare, care este cauzată de o creștere a polarizării și a rezistenței ohmice. Rezistența crește din cauza volumului mic de electrolit.

Deci, compoziția alcaliului (electrolitul) și concentrația acestuia afectează în mod semnificativ caracteristicile bateriei. De aceasta depinde temperatura de formare a sărurilor, hidraților cristalini, gheții și a altor elemente.

Dacă electrolitul este înghețat, atunci descărcarea este în general exclusă. Temperatura de funcționare mai scăzută a bateriilor Ni-Cd este în majoritatea cazurilor de minus 20 de grade Celsius. Pentru unele tipuri de baterii, compoziția electrolitului este ajustată, iar limita inferioară a intervalului de temperatură este extinsă la minus 40 de grade Celsius.

Ce afectează încărcarea bateriilor Ni-Cd?

Când încărcați o baterie etanșă cu nichel-cadmiu, este important să limitați supraîncărcarea. La reîncărcare, presiunea din interiorul bateriei crește datorită eliberării de oxigen. Deci, eficiența utilizării curentului scade pe măsură ce te apropii de a 100-a încărcare.

În imaginea de mai jos, puteți vedea grafice care caracterizează dependența capacității în timpul descărcării unei baterii cilindrice.

Încărcarea bateriilor Ni-Cd este permisă Interval de temperatură 0-40 grade Celsius. Intervalul recomandat este de 10-30 de grade. Absorbția de oxigen la electrodul de cadmiu încetinește pe măsură ce temperatura scade, rezultând o creștere a presiunii. Dacă temperatura este mai mare decât cea recomandată, atunci potențialul crește și oxigenul începe să fie eliberat foarte devreme pe electrodul pozitiv oxid-nichel. La aceeași temperatură, oxigenul este eliberat mai activ decât mai actualeîncărca. În același timp, rata de absorbție a oxigenului rămâne aproape neschimbată. Pentru această valoare, această valoare depinde de designul bateriei sau, mai degrabă, de transportul oxigenului de la electrodul de cadmiu pozitiv la cel negativ. Acest lucru este afectat de densitatea aspectului, grosimea, structura electrozilor, precum și materialul separatorului și volumul electrolitului.

Cu cât grosimea electrozilor este mai mică și densitatea aranjamentului lor este mai mare, cu atât procesul de încărcare va fi mai eficient. Bateriile cilindrice cu electrozi rulați sunt cele mai eficiente în acest sens. Pentru ei, eficiența de încărcare aproape că nu se schimbă atunci când curentul trece de la 0,1 la 1C. Producătorii numesc modul de încărcare standard, în urma căruia o baterie cu o tensiune de 1 volt este încărcată complet în 16 ore cu un curent de 0,1 din capacitate. Unele modele, când sunt încărcate în acest mod, necesită 14 ore. Indicatorii specifici depind deja caracteristici de proiectareși volumul masei active.

Toate cele de mai sus sunt valabile pentru o sarcină galvanostatică. Aceasta este o sarcină la o valoare constantă a curentului. Dar încărcarea poate fi efectuată și cu o scădere lină sau treptă a puterii curentului în etapa finală a încărcării. Apoi, în stadiul inițial, curentul poate fi setat mult mai mult decât valoarea standard de 0,1 a capacității. Există adesea o nevoie reală de a crește viteza de încărcare. Problema este rezolvată cu utilizarea bateriilor, ale căror caracteristici fac posibilă primirea eficientă a unei încărcări de înaltă densitate. Curentul este menținut constant pe tot parcursul procesului de încărcare. De asemenea, sunt îmbunătățite sistemele de control care nu permit supraîncărcarea bateriei.

Bateriile cilindrice nichel-cadmiu sunt de obicei încărcate în următoarele moduri:

• 6-7 ore curent 0,2 din capacitate;
• 3-4 ore cu un curent de 0,3 din capacitate.

La accelerare, nu este recomandat să permiteți o reîncărcare mai mare de 120-140 la sută. Apoi, capacitatea va fi furnizată nu mai puțin decât valoarea nominală. Acumulatoarele Ni-Cd pentru lucrul în modurile accelerate sunt încărcate și mai repede (aproximativ o oră). Cu toate acestea, în ultimul caz, este necesar controlul tensiunii și temperaturii. În caz contrar, din cauza creșterii rapide a presiunii, poate începe procesul de degradare a bateriei.

După ce încărcarea este completă într-o baterie etanșă, oxigenul este încă eliberat din cauza oxidării ionilor de hidroxid la electrodul pozitiv. Datorită procesului de autodescărcare, potențialul scade, iar procesul de evoluție a oxigenului scade treptat și devine egal cu absorbția acestuia pe electrodul de cadmiu. Apoi presiunea scade. Cam asta, este dezasamblat în detaliu la link-ul specificat.

Baterii de funcționare nichel-cadmiu (Ni-Cd)

Treptat, în timpul funcționării bateriilor cu nichel-cadmiu, la acestea apar modificări care afectează performanța. Aceste modificări determină o scădere treptată a tensiunii bateriei și o scădere a capacității sale de descărcare.

Ce factori duc la defectarea bateriilor Ni-Cd:

• Scădea suprafata de lucru electrozi;
• pierderea masei active a electrozilor;
• modificarea compoziției și volumului electrolitului alcalin, precum și redistribuirea acestuia în baterie;
• apariția scurgerilor de-a lungul conductoarelor cauzate de creșterea dendritelor de cadmiu;
• procese care sunt asociate cu consumul ireversibil de apă și oxigen;
• descompunerea materiei organice.

Modificări ale electrodului pozitiv (oxid de nichel)

După un anumit număr de cicluri, suficient de mare, densitatea masei active a electrodului pozitiv se modifică. Există o așa-numită umflare a electrodului de oxid de nichel. În plus, puterea sa scade. Ca urmare, calitatea contactului dintre masa activă și baza electrodului scade. Ca urmare, conductivitatea electrică a electrodului scade și capacitatea bateriei scade.

Scăderea puterii electrodului pozitiv este cauzată în principal din cauza supraîncărcării regulate. După cum sa menționat mai sus, acest lucru este însoțit de eliberarea de oxigen în carcasa sigilată a bateriei. La bateriile cu electrozi cermet, aceste modificări sunt observate într-o măsură mult mai mică. În timpul funcționării bateriilor cu nichel-cadmiu, se observă o creștere a cristalelor de masă active. Acest lucru duce la o scădere a suprafeței de lucru a electrozilor și o scădere a capacității.

Modificări ale electrodului negativ (cadmiu)

Pe electrodul de cadmiu, principalul proces care provoacă degradarea acestuia este migrarea masei active. Într-o baterie Ni-Cd care a fost folosită de mult timp, masa activă a electrodului negativ poate fi găsită atât în ​​separator, cât și pe electrodul pozitiv. Ca urmare, are loc o pierdere a masei active, precum și blocarea stratului de suprafață al electrodului negativ.

Acest lucru împiedică accesul electrolitului alcalin adânc în electrod. Ca urmare, rezistența internă a bateriei crește. Migrarea masei active și creșterea dendritelor prin separator la electrodul pozitiv provoacă scurtcircuiteși o creștere a autodescărcării. La fel ca în electrodul de oxid-nichel, la fel și în cel de cadmiu, cristalele cresc, iar masa activă se umflă.

Durata de viață a unei baterii nichel-cadmiu este redusă și de alte procese ireversibile. În special, datorită potențialului ridicat de oxidare al electrodului pozitiv, impuritățile organice sunt oxidate pe acesta. Aceștia sunt aditivi speciali de stabilizare și activare pentru acest tip de baterie. Baza cermet a electrodului în timpul oxidării acestuia consumă apă și eliberează hidroxid de nichel (Ni (OH) 2).

O creștere a presiunii într-o baterie cu nichel-cadmiu are, de asemenea, un efect negativ asupra stării bateriei. Când capacitatea electrodului de cadmiu scade, echilibrul capacităților plăcilor pozitive și negative se modifică. Ca rezultat, se creează condiții pentru degajarea hidrogenului. La viteza mica recombinare, hidrogenul începe să se acumuleze și există amenințarea unei creșteri puternice a presiunii. Acest model este adesea observat cu o încărcare rapidă. Pentru modele prismatice și disc de baterii Ni-Cd cu tensiune arterială crescută corpul poate fi deformat. Etanșeitatea poate fi păstrată, dar densitatea ansamblului este spartă, rezistența internă a bateriei crește și tensiunea de descărcare scade.

Merită să ne amintim că hidrogenul se acumulează și atunci când bateria este descărcată constant la 0 volți. În plus, există azot în interiorul bateriei, care ajunge acolo atunci când este sigilat. Deci, în interior există încă o reducere a nitraților din electrolit. De asemenea, provoacă o creștere a presiunii. Bateriile alcaline nichel-cadmiu au o supapă de siguranță pentru eliberarea presiunii. Dar acest lucru se face o singură dată, deoarece în elementul chimic apar modificări ireversibile.

Electrolitul alcalin contribuie, de asemenea, la scăderea performanței unei baterii Ni-Cd. Mai exact, o schimbare în compoziția și volumul acestuia. Ca urmare a modificării structurii și umflarea electrozilor, electrolitul este retras. Ca urmare, rezistența internă a bateriei crește. Compoziția electrolitului se modifică treptat. În comparație cu starea inițială, volumul de carbonați poate crește semnificativ. Conductivitatea electrică a electrolitului scade, iar parametrii bateriei se deteriorează în timpul descărcării. Acest lucru este vizibil mai ales la temperaturi scăzute.

Cum afectează funcționarea și temperatura procesul de degradare

Una dintre cele mai factori importanți care are un impact asupra procesului de degradare al unei baterii cu nichel-cadmiu este temperatura. Pentru fiecare zece grade de creștere a temperaturii, procesele chimice sunt accelerate de două până la patru ori.

Efectul temperaturii devine și mai pronunțat pe măsură ce curentul de încărcare crește, deoarece acest lucru face ca bateria să se încălzească atunci când este supraîncărcată. Scăderea capacității electrolitului de cadmiu la temperatură scăzută va depăși scăderea capacității electrodului pozitiv. Acest lucru impune unele restricții privind utilizarea bateriilor în regiunile de nord. Într-o astfel de situație, la încărcare, viteza de degajare a hidrogenului crește.

Despre procesul de degradare a bateriilor cu nichel-cadmiu influență mare redă natura exploatării. Ce este inclus aici:

• adâncimea și modul de descărcare;
• modul de încărcare;
• interval de timp m / y încărcare și descărcare (dacă ciclul este continuu);
• perioadele de depozitare și exploatare.

În graficul de mai jos, puteți vedea durata bateriei în cicluri în funcție de adâncimea de descărcare.

Trebuie remarcat faptul că bateriile Ni-Cd au o rezistență destul de mare la supraîncărcarea accidentală. Dacă supradescărcarea are loc rar, atunci hidrogenul este ușor de recombinat. Când polarizarea este îndepărtată, tensiunea bateriei este restabilită.

Cu reîncărcarea constantă a bateriilor cu nichel-cadmiu, este necesar să se asigure un curent egal cu 0,03-0,05 din capacitatea nominală. Dacă bateria funcționează constant în acest mod, atunci, pe lângă mărimea curentului, afectează și temperatura sistemului de operare. Când temperatura crește, producția de oxigen crește. Acest lucru accelerează degradarea bateriei. Pentru a funcționa cu reîncărcare continuă (temperatura 50-55 grade Celsius), au fost create modele speciale de baterii cilindrice. Au electrozi tip rolă cu o durată de viață de cel puțin 4 ani. Aceste baterii au o compoziție ajustată a electrolitului și au fost pregătite pentru a accelera absorbția gazelor.

Dacă descărcați o baterie Ni-Cd după o încărcare lungă, atunci capacitatea acesteia va fi puțin mai mică decât cea a bateriilor încărcate de la zero. Dar acest fenomen este temporar și capacitatea va reveni la normal după mai multe cicluri de încărcare-descărcare.

Marcarea bateriilor alcaline nichel-cadmiu (Ni-Cd)

Marcarea bateriilor Ni-Cd poate arăta astfel:

40 HK, K, L, H; 250 P(P), K

Simbolurile reprezintă următoarele:

• 40 - numărul de baterii din baterie sau din pachetul de baterii;
• NK, K - tip baterie nichel-cadmiu (denumirea NK corespunde TU 16-90 ILVE.563330.001TU, desemnarea K corespunde IEC 623, GOST R IEC 60623-2002);
• L, H - tipul bateriei Ni-Cd în funcție de modul de descărcare (L - modul lung descărcare, H - mod de descărcare scurtă);
• 250 - valoarea capacităţii nominale (amperi-ore);
• R(P) - versiunea din plastic a rezervorului acumulatorului;
• K - versiunea cadru a acumulatorului.

Avantajele și dezavantajele bateriilor cu nichel-cadmiu (Ni-Cd)

În concluzie, să reamintim pe scurt avantajele și dezavantajele bateriilor cu nichel-cadmiu.

Avantajele bateriilor Ni-Cd

• Un număr mare de cicluri de încărcare-descărcare (mai mult de 1000);
• Durată lungă de valabilitate indiferent de gradul de încărcare;
• Mod rapid și ușor de încărcat;
• Rezistă la o sarcină gravă;
• Este posibil să se lucreze la temperaturi scăzute;
• Potrivit pentru condiții de operare grele;
• Mentine capacitatea la temperaturi scazute;
• Sunt ieftine.

Dezavantajele bateriilor Ni-Cd

• Efectul memoriei și nevoia de muncă pentru a-l elimina;
• Gradul de autodescărcare suficient de ridicat;
• Densitate redusă de energie în comparație cu alte tipuri de baterii;
• Toxicitatea materialelor. Acest lucru este valabil mai ales pentru cadmiu. Într-un număr de țări, fabricarea și utilizarea unor astfel de baterii este interzisă. Necesită echipamente și tehnologie speciale pentru eliminarea acestora.

Atât am vrut să vă spun în acest moment despre bateriile cu nichel-cadmiu. Dacă aveți întrebări sau completări pe această temă, lăsați-le în comentarii.