Bateri kadmiumi. Bateritë nikel-kadmium: pajisje, rikuperim

Përkundër faktit se bateritë nikel-kadmium janë ndaluar të prodhohen në Bashkimin Evropian që nga ky vit, këta punëtorë të palodhur ende përdoren në shumë pajisje autonome të lira dhe të fuqishme (kaçavida, rroje elektrike, elektrik dore).

Edhe nëse udhëzimet e funksionimit nuk thonë asgjë për llojin e baterisë së pajisjes, është mjaft e thjeshtë të përcaktohet se është bateria nikel-kadmium që shërben si burim i rrymës - më shpesh koha e karikimit tregohet në diapazonin prej 5-12 orësh dhe ka një tregues të nevojës për të fikur vetë karikuesin pas kohës së karikimit.

Për bateritë nikel-kadmium, preferohet ngarkimi i shpejtë me impuls sesa rryma e ngadaltë konstante. Këto bateri mund të japin shumë energji, gjë që përcakton zgjedhjen e tyre për pajisje të fuqishme të pavarura. Bateritë e nikelit të kadmiumit janë i vetmi lloj baterie që mund të përballojë shkarkimin e plotë nën ngarkesë të rëndë pa asnjë pasojë. Llojet e tjera të baterive kërkojnë shkarkim jo të plotë me ngarkesa relativisht të ulëta të fuqisë.

Bateritë nikel-kadmium nuk u pëlqen karikimi afatgjatë me ngarkesë të lehtë të rastësishme. Shkarkimi i plotë periodik është i nevojshëm për ta, siç është ajri për një person - në mungesë të shkarkimit të plotë, kristale të mëdha metalike formohen në elektroda (gjë që çon në shfaqjen e të ashtuquajturit "efekt i kujtesës") - bateria humbet papritur kapacitetin e tij. Për një funksionim të gjatë dhe efektiv të baterive NiCd, kërkohen cikle mirëmbajtjeje të baterisë - një shkarkim i plotë i ndjekur nga një karikim i plotë, bazuar në shumicën e rekomandimeve - një herë në muaj, të paktën një herë në 2-3 muaj.

Bateritë e nikel-kadmiumit janë bateritë më "budallaqe" nga bateritë moderne të prodhuara në masë - ato nuk kanë nevojë as për një sistem monitorimi të baterive për t'i përdorur ato, i cili përcakton përdorimin e tyre në pajisje të lira dhe të fuqishme.

Ngarkimi me rryma të ulëta në 5-12 orë ju lejon të bëni pa asnjë masë paraprake në formën e sistemeve të kontrollit të shkarkimit të ngarkesës. Kur mbingarkohet, bateria thjesht do të humbasë ngadalë kapacitetin (për kënaqësinë e prodhuesit). Mos harroni këtë kur përdorni karikues "bad-boy" (ngarkues pa një mekanizëm automatik të kontrollit të karikimit). Prandaj, është mirë të karikoni një bateri plotësisht të shkarkuar dhe të respektoni rreptësisht kohën e karikimit, gjë që do të mbajë kapacitetin e baterisë NiCd për një kohë të gjatë.

Kur përdorni karikim "të shpejtë" (me një kohë karikimi më pak se 5 orë), këshillohet të keni një karikues me sensor të temperaturës, pasi kur ngarkoni temperatura e baterisë rritet, kapaciteti rritet me temperaturën, me një rritje të kapacitetit. , karikuesi mund të rikarikojë baterinë mbi nivelin e kërkuar, gjë që çon në një rritje edhe më të madhe të temperaturës (dukuri e "mbikalimit termik" të baterisë) dhe, të paktën, në një përkeqësim të parametrave të baterisë. Një situatë e ngjashme ekziston kur ngarkoni baterinë në temperatura të ulëta. Sensori i temperaturës ju lejon të zhvendosni parametrat e karikimit në varësi të temperaturës së baterisë, si dhe shkëputni baterinë nga karikimi kur temperatura rritet mbi 1 gradë Celsius në minutë ose kur temperatura e baterisë arrin 60 gradë Celsius, gjë që shmang pasojat tragjike. e mbingarkesës termike.

Si ilustrim i nevojës për një sensor termik në një karikues, mund të jap një shembull të një ngarkimi dy vjeçar të një baterie nikel-kadmiumi për një kaçavidë profesionale në një karikues pa një sensor termik (në foto kjo është vetë karikuesi), i cili ju lejon të ngarkoni baterinë me një ritëm të përshpejtuar - në një orë. Në atë kohë, temperatura në apartament ishte rreth 30 ° C, karikuesi duhet të ngarkojë automatikisht baterinë derisa të arrihet tensioni i synuar dhe të mbyllet automatikisht, gjë që u tha në anglisht në të bardhë në udhëzimet në seksionin e sigurisë. Në mëngjes, bateria e parë nga kompleti u ngarkua pa asnjë incident - pas 50 minutash karikuesi fiket, në mbrëmje bateria e dytë paraqiti një surprizë gjatë karikimit: për shkak të mungesës së një sensori të temperaturës në karikues, bateria ka hyrë në modalitetin e mbingarkesës termike. Meqenëse ngarkimi u përshpejtua, problemi u vu re vonë - kur bateria u ndez në tym dhe filloi të spërkatte elektrolitin e nxehtë. Karikuesi i shkëputur shpejt nga rrjeti u ruajt. Nga ana tjetër, bateria po nuhaste për një kohë të gjatë në agoni, duke u përpjekur të shkaktonte sa më shumë dëm kur largohej në një botë tjetër, por nuk ia doli dhe dëmi u kufizua në koston e vetë baterisë - 15 USD. . Që atëherë, karikuesi është lidhur me rrjetin nëpërmjet një kohëmatësi.

Pavarësisht nga mangësitë e tyre, bateritë nikel-kadmium ekzistojnë ende në mesin tonë sot. Shpresojmë, një teori e vogël dhe përvojë praktike e përshkruar në artikull do t'i lejojë lexuesit të përfitojë sa më shumë nga bateria nikel-kadmium e pajisjes së tyre.

Bateri nikel kadmiumi

Bateri nikel kadmiumi

Bateria e rikarikueshme nikel-kadmium në ajër 20NKBN-25-U3

Bateri nikel-kadmiumi(NiCd) - sekondar, në të cilin katoda është hidrati i oksidit të nikelit Ni (OH) 2 me pluhur grafiti (rreth 5-8%), elektroliti është hidroksidi i kaliumit KOH me një densitet 1.19-1.21 me shtimin e litiumit. hidroksid LiOH (për të formuar nikelate litium dhe për të rritur kapacitetin me 21-25%), anodë - hidrate e oksidit të kadmiumit Cd (OH) 2 ose kadmium metalik Cd (në formë pluhuri). Forca elektromotore e një baterie nikel-kadmiumi është rreth 1.37 V, energjia specifike është rreth 45-65 Wh / kg. Në varësi të dizajnit, mënyrës së funksionimit (shkarkimet e gjata ose të shkurtra) dhe pastërtinë e materialeve të përdorura, jetëgjatësia e shërbimit varion nga 100 deri në 9000 cikle ngarkimi-shkarkimi. Bateritë moderne (lamellare) industriale nikel-kadmiumi mund të zgjasin deri në 20-25 vjet. Bateritë e nikelit të kadmiumit (Ni-Cd) janë i vetmi lloj i baterive që mund të ruhen të shkarkuara, në krahasim me bateritë hidride metalike të nikelit (Ni-MH), të cilat duhet të ruhen të ngarkuara plotësisht dhe nga bateritë litium-jon (Li-jon) e cila duhet të ruhet në ngarkesë 40% të kapacitetit të baterisë.

Historia e shpikjes

Opsione

• Konsumi teorik i energjisë: 237 Wh / kg.
• Konsumi specifik i energjisë: 45-65 Wh / kg.
• Dendësia specifike e energjisë: 50-150 W · h / dm ³.
• Fuqia specifike: 150..500 W / kg.
• EMF = 1,37.
• Tensioni i funksionimit = 1.35 ... 1.0 V.
• Rryma normale e karikimit = 0,1 ... 1 C, ku C është kapaciteti.
• Vetë-shkarkimi: 10% në muaj.
• Temperatura e funksionimit: -50 ... + 40 ° C.

Aktualisht, përdorimi i baterive nikel-kadmium është shumë i kufizuar për arsye mjedisore, kështu që ato përdoren vetëm kur përdorimi i sistemeve të tjera është i pamundur, përkatësisht, në pajisjet e karakterizuara nga rryma të larta shkarkimi dhe karikimi. Një bateri tipike e modelit fluturues mund të karikohet në gjysmë ore dhe të shkarkohet në 5 minuta. Për shkak të rezistencës së brendshme shumë të ulët, bateria nuk nxehet edhe kur ngarkohet me rrymë të lartë. Vetëm kur bateria është plotësisht e ngarkuar, fillon ngrohja e dukshme, e cila përdoret nga shumica e karikuesve si sinjal që karikimi ka përfunduar. Strukturisht, të gjitha bateritë nikel-kadmium janë të pajisura me një shtresë të fortë të mbyllur që mund të përballojë presionin e brendshëm të gazit në kushte të vështira operimi.

Cikli i shkarkimit fillon në 1.35 V dhe përfundon në 1.0 V (përkatësisht 100% kapacitet dhe 1% kapacitet i mbetur)

Elektrodat e baterive nikel-kadmium bëhen si me stampim nga një fletë ashtu edhe duke shtypur nga një pluhur. Elektrodat e shtypura janë më të avancuara teknologjikisht, më të lira për t'u prodhuar dhe kanë një kapacitet më të lartë pune, dhe për këtë arsye të gjitha bateritë shtëpiake kanë elektroda të shtypura. Sidoqoftë, sistemet e shtypura janë të prirura ndaj të ashtuquajturit "efekt i kujtesës". Efekti i kujtesës ndodh kur bateria ngarkohet përpara se të mbarojë. Një shtresë elektrike e dyfishtë "ekstra" shfaqet në sistemin elektrokimik të baterisë dhe voltazhi i saj zvogëlohet me 0,1 V. Një kontrollues tipik i një pajisjeje që përdor një bateri e interpreton këtë rënie të tensionit si një shkarkim të plotë të baterisë dhe raporton se bateria është "e keqe". Nuk ka asnjë reduktim real në konsumin e energjisë dhe një kontrollues i mirë mund të sigurojë që kapaciteti i baterisë të përdoret plotësisht. Megjithatë, në një rast tipik, kontrolluesi e nxit përdoruesin të kryejë gjithnjë e më shumë cikle karikimi. Dhe kjo çon në faktin se përdoruesi, me duart e veta, me qëllimet më të mira, "vrasë" baterinë. Kjo do të thotë, mund të themi se bateria dështon jo aq shumë nga "efekti i kujtesës" i elektrodave të shtypura, por nga "efekti i pavetëdijes" i kontrolluesve të lirë.

Një bateri që shkarkohet dhe ngarkohet me rryma të dobëta (për shembull, në telekomandën e televizorit) humbet shpejt kapacitetin dhe përdoruesi e konsideron atë si jashtë funksionit. Po kështu, një bateri që është ringarkuar për një kohë të gjatë (për shembull, në një sistem furnizimi me energji të pandërprerë) do të humbasë kapacitetin, megjithëse voltazhi i saj do të jetë i saktë. Kjo do të thotë, nuk mund të përdorni një bateri nikel-kadmiumi në modalitetin buffer. Megjithatë, një cikël shkarkimi i thellë dhe karikimi i mëpasshëm do të rivendosin plotësisht kapacitetin e baterisë.

Gjatë ruajtjes, bateritë NiCd gjithashtu humbasin kapacitetin, megjithëse ruajnë tensionin e daljes. Për të shmangur klasifikimin e gabuar gjatë heqjes së baterive nga magazinimi, rekomandohet t'i ruani ato në gjendje të shkarkuar, pastaj pas karikimit të parë, bateritë do të jenë plotësisht gati për përdorim. Është më mirë të lidhni një zinxhir diodë dhe rezistencë në secilën kavanoz për të kufizuar tensionin në 0,5-0,7 V për qelizë. Ndihmon gjithashtu në barazimin e karakteristikave të qelizave që përbëjnë baterinë. Pas ruajtjes afatgjatë të baterisë, është e nevojshme të kryhen 2-3 cikle ngarkimi / shkarkimi me një rrymë numerikisht të barabartë me kapacitetin nominal (1C) në mënyrë që të hyjë në modalitetin e funksionimit dhe të funksionojë me efikasitet të plotë.

Zonat e përdorimit

Bateritë nikel-kadmiumi me përmasa të vogla përdoren në pajisje të ndryshme si zëvendësim për një qelizë standarde galvanike, veçanërisht nëse pajisja konsumon shumë rrymë. Meqenëse rezistenca e brendshme e një baterie nikel-kadmiumi është një deri në dy rend magnitudë më e ulët se ajo e baterive konvencionale mangan-zink dhe mangan-ajër, energjia jepet më e qëndrueshme dhe pa mbinxehje.

Bateritë nikel-kadmium përdoren në makina elektrike (si automjete tërheqëse), tramvaje dhe trolejbusë (për furnizimin e qarqeve të kontrollit), anije lumore dhe detare. Ato përdoren gjerësisht në aviacion si bateri magazinimi në bord për aeroplanë dhe helikopterë. Përdoret si burim energjie për kaçavida, kaçavida dhe stërvitje të pavarura.

Pavarësisht zhvillimit të sistemeve të tjera elektrokimike dhe rritjes së kërkesave mjedisore, bateritë nikel-kadmium mbeten zgjedhja kryesore për pajisjet shumë të besueshme që konsumojnë fuqi të lartë, të tilla si dritat e zhytjes.

Bateritë nikel kadmiumi të diskut

Në BRSS, bateritë nikel-kadmium të disqeve të mbyllura (shpërthejnë) u përdorën për të fuqizuar pajisjet elektronike.

Prodhuesit

Bateritë Ni-Cd prodhohen nga shumë kompani, duke përfshirë kompani të mëdha ndërkombëtare si GP Batteries Int. Ltd., VARTA, GAZ, KONNOC, METABO, EMM, Advanced Battery Factory, Panasonic / Matsushita Electric Industrial, ANSMANN dhe të tjerë. Ndër prodhuesit vendas janë NIAI (krijuar në bazë të Laboratorit Qendror të Baterive, 1946), KOSMOS dhe Uzina Eksperimentale ZAO NIIKHIT.

Hedhja e sigurt

Shkrirja e produkteve të riciklimit të baterive NiCd ndodh në furra në temperatura të larta, kadmiumi në këto kushte bëhet jashtëzakonisht i paqëndrueshëm dhe nëse furra nuk është e pajisur me një filtër të veçantë bllokues, substanca toksike (për shembull, avujt e kadmiumit) lëshohen në mjedis, duke helmuar zonat përreth. Rrjedhimisht, pajisjet e asgjësimit janë më të shtrenjta se asgjësimi i baterive të acidit plumb.

Shiko gjithashtu

Letërsia

• Akumulatorët e Khrustalev D.A. M: Emerald, 2003.
• Fedotov G.A. Pajisje elektrike dhe elektronike për fotografi. L .: Energoatomizdat, 1984.
• GOST 15596-82. Burimet e rrymës janë kimike. Termat dhe Përkufizimet.

Shënime (redakto)

(NiMH) dhe bateritë litium-jon (Li-jon) të mbahen të ngarkuara.

Historia e shpikjes

Në vitin 1899 Waldmar Jungner nga Suedia shpiku një bateri nikel-kadmiumi në të cilën nikeli përdorej si elektrodë pozitive dhe kadmiumi si elektrodë negative. Dy vjet më vonë, Edison propozoi një dizajn alternativ, duke zëvendësuar kadmiumin me hekur. Për shkak të kostos së lartë (në krahasim me bateritë e thata ose të plumbit), përdorimi praktik i baterive nikel-kadmium dhe nikel-hekur ka qenë i kufizuar.

Pas shpikjes në 1932 Schlecht dhe Ackermann Shumë përmirësime janë bërë në anodën e ngjeshur, duke rezultuar në rrymë më të lartë të ngarkesës dhe rritje të qëndrueshmërisë. Bateria e mirënjohur e mbyllur e nikel-kadmiumit sot u bë e disponueshme vetëm pas shpikjes Newman (Neumann) element i mbyllur plotësisht në 1947.

Parimi i funksionimit

Parimi i funksionimit të baterive nikel-kadmium bazohet në një proces të kthyeshëm:

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

Një elektrodë nikeli është një pastë hidroksidi nikel i përzier me një material përcjellës dhe aplikohet në një rrjetë çeliku, dhe një elektrodë kadmiumi është një rrjetë çeliku me kadmium sfungjer të shtypur në të. Hapësira midis elektrodave është e mbushur me një përbërje pelte të bazuar në alkalin e lagësht, i cili ngrin në -27 ° C. Qelizat individuale grumbullohen në bateri me një energji specifike prej 20–35 W * h / kg dhe kanë një burim të gjatë - disa mijëra cikle ngarkimi-shkarkimi.

Opsione

• Konsumi teorik i energjisë: 237 Wh / kg
• Konsumi specifik i energjisë: 45-65 Wh / kg
• Dendësia specifike e energjisë: 50-150 W · h / dm ³
• Fuqia specifike: 150 ... 500 W / kg
• EMF = 1,37
• Tensioni i funksionimit = 1.35 ... 1.0 V
• Rryma normale e karikimit = 0,1 ... 1 C, ku C është kapaciteti
• Jeta e shërbimit: rreth 100-900 cikle ngarkimi / shkarkimi.
• Vetë-shkarkimi: 10% në muaj
• Temperatura e funksionimit: -50 ... + 40 ° C

Aktualisht, përdorimi i baterive nikel-kadmium është shumë i kufizuar për arsye mjedisore, kështu që ato përdoren vetëm kur përdorimi i sistemeve të tjera është i pamundur, përkatësisht, në pajisjet e karakterizuara nga rryma të larta shkarkimi dhe karikimi. Një bateri tipike e modelit fluturues mund të karikohet në gjysmë ore dhe të shkarkohet në pesë minuta. Për shkak të rezistencës së brendshme shumë të ulët, bateria nuk nxehet edhe kur ngarkohet me rrymë të lartë. Vetëm kur bateria është plotësisht e ngarkuar, fillon ngrohja e dukshme, e cila përdoret nga shumica e karikuesve si sinjal që karikimi ka përfunduar. Strukturisht, të gjitha bateritë nikel-kadmium janë të pajisura me një shtresë të qëndrueshme të mbyllur që mund të përballojë presionin e brendshëm të gazeve në kushte të vështira operimi.

Cikli i shkarkimit fillon në 1.35 V dhe përfundon në 1.0 V (përkatësisht 100% kapacitet dhe 1% kapacitet i mbetur)

Elektrodat e baterive nikel-kadmium bëhen si me stampim nga një fletë ashtu edhe duke shtypur nga një pluhur. Elektrodat e shtypura janë më të avancuara teknologjikisht, më të lira për t'u prodhuar dhe kanë një kapacitet më të lartë pune, dhe për këtë arsye të gjitha bateritë shtëpiake kanë elektroda të shtypura. Sidoqoftë, sistemet e shtypura janë të prirura ndaj të ashtuquajturit "efekt i kujtesës". Efekti i kujtesës ndodh kur bateria ngarkohet përpara se të mbarojë. Një shtresë elektrike e dyfishtë "ekstra" shfaqet në sistemin elektrokimik të baterisë dhe voltazhi i saj zvogëlohet me 0,1 V. Një kontrollues tipik i një pajisjeje me bateri e interpreton këtë rënie të tensionit si një shkarkim të plotë të baterisë dhe raporton se bateria është "e keqe “. Nuk ka ulje reale të konsumit të energjisë dhe një kontrollues i mirë mund të sigurojë përdorimin e plotë të kapacitetit të baterisë. Megjithatë, në një rast tipik, kontrolluesi e nxit përdoruesin të kryejë gjithnjë e më shumë cikle karikimi. Dhe kjo çon në faktin se përdoruesi, me duart e veta, me qëllimet më të mira, "vrasë" baterinë. Kjo do të thotë, mund të themi se bateria dështon jo aq shumë nga "efekti i kujtesës" i elektrodave të shtypura, por nga "efekti i pavetëdijes" i kontrolluesve të lirë.

Një bateri shtëpiake nikel-kadmiumi që shkarkohet dhe ngarkohet me rryma të dobëta (për shembull, në telekomandën e televizorit) humbet shpejt kapacitetin e saj dhe përdoruesi e konsideron atë si jashtë funksionit. Po kështu, një bateri që është ringarkuar për një kohë të gjatë (për shembull, në një sistem furnizimi me energji të pandërprerë) do të humbasë kapacitetin, megjithëse voltazhi i saj do të jetë i saktë. Kjo do të thotë, nuk mund të përdorni një bateri nikel-kadmiumi në modalitetin buffer. Megjithatë, një cikël shkarkimi i thellë dhe karikimi i mëpasshëm do të rivendosin plotësisht kapacitetin e baterisë.

Gjatë ruajtjes, bateritë NiCd gjithashtu humbasin kapacitetin, megjithëse ruajnë tensionin e daljes. Për të shmangur klasifikimin e gabuar kur hiqni bateritë nga ruajtja, rekomandohet t'i ruani ato në gjendje të shkarkuar - atëherë pas ngarkimit të parë bateritë do të jenë plotësisht gati për përdorim. Për të shkarkuar plotësisht baterinë dhe për të barazuar tensionet në secilën qelizë të shkarkuar, mund të lidhni një zinxhir prej dy diodash silikoni dhe një rezistencë për secilën qelizë, duke kufizuar kështu tensionin në nivelin 1-1,1 V për qelizë. Në këtë rast, rënia e tensionit në çdo diodë silikoni është 0,5-0,7 V, prandaj, është e nevojshme të zgjidhni diodat për zinxhirin me dorë, duke përdorur, për shembull, një multimetër. Pas ruajtjes afatgjatë të baterisë, është e nevojshme të kryhen dy deri në tre cikle ngarkimi / shkarkimi me një rrymë numerikisht të barabartë me kapacitetin nominal (1C) në mënyrë që të hyjë në modalitetin e funksionimit dhe të funksionojë me efikasitet të plotë.

Zonat e përdorimit

Bateritë nikel-kadmiumi me përmasa të vogla përdoren në pajisje të ndryshme si zëvendësim për një qelizë standarde galvanike, veçanërisht nëse pajisja konsumon shumë rrymë. Meqenëse rezistenca e brendshme e një baterie nikel-kadmiumi është një deri në dy rend magnitudë më e ulët se ajo e baterive konvencionale mangan-zink dhe mangan-ajër, energjia jepet më e qëndrueshme dhe pa mbinxehje.

Bateritë nikel-kadmium përdoren në makina elektrike (si automjete tërheqëse), tramvaje dhe trolejbusë (për furnizimin e qarqeve të kontrollit), anije lumore dhe detare. Ato përdoren gjerësisht në aviacion si bateri magazinimi në bord për aeroplanë dhe helikopterë. Ato përdoren si furnizim me energji elektrike për kaçavida / kaçavida dhe stërvitje të pavarura, megjithatë, ekziston një tendencë që ato të zëvendësohen me bateri me rrymë të lartë të sistemeve të ndryshme të litiumit.

Pavarësisht zhvillimit të sistemeve të tjera elektrokimike dhe rritjes së kërkesave mjedisore, bateritë nikel-kadmium mbeten zgjedhja kryesore për pajisjet shumë të besueshme që konsumojnë fuqi të lartë, të tilla si dritat e zhytjes.

Jetëgjatësia e gjatë, relativisht e pakërkueshme ndaj kujdesit dhe monitorimit të vazhdueshëm, aftësia për të punuar në mënyrë të qëndrueshme në ngrica deri në -40 ° C dhe mungesa e mundësisë së ndezjes gjatë uljes së presionit në krahasim me litiumin, graviteti specifik i ulët në krahasim me plumbin dhe çmimi i lirë në krahasimi me argjend-zinkun, më pak rezistencë të brendshme, besueshmëri më të madhe dhe rezistencë ndaj ngricave në krahasim me NiMH përcaktojnë përdorimin e gjerë të baterive nikel-kadmium në pajisjet ushtarake, aviacionin dhe komunikimet radio portative.

Bateritë nikel kadmiumi të diskut

Bateritë nikel-kadmium janë gjithashtu të disponueshme në një dizajn "qelizë butoni" të mbyllur hermetikisht, si bateritë e orëve. Elektrodat në një bateri të tillë janë dy tableta të holla të shtypura me masë aktive, të palosur në një qese me një ndarës dhe një pranverë të sheshtë dhe të mbështjellë në një kuti çeliku të nikeluar me një diametër të një monedhe. Ato përdoren për të furnizuar ngarkesa të ndryshme, kryesisht me fuqi të ulët (rryma C / 10-C / 5). Lejohen vetëm rryma të vogla karikimi, jo më shumë se C/10, pasi rikombinimi i gazrave të evoluar duhet të ketë kohë brenda kasës. Falë dizajnit të mbyllur, ato lejojnë rimbushje afatgjatë me rikombinim të vazhdueshëm dhe çlirim të energjisë së tepërt në formën e nxehtësisë. Tensioni i një baterie të tillë është më i ulët se ai i një baterie që rrjedh dhe ndryshon pak gjatë procesit të shkarkimit për shkak të tepricës së masës aktive të katodës, e cila krijohet për të përshpejtuar rikombinimin e oksigjenit.

Akumulatorët e diskut (si rregull, në bateri prej 3 copë. Në një guaskë të zakonshme, të një madhësie standarde të ngjashme me D-0.06 Sovjetik) u përdorën gjerësisht në kompjuterët personalë të prodhuar në vitet 1980-90, në veçanti -286/386 dhe në fillim 486, për të fuqizuar cilësimet e kujtesës jo të paqëndrueshme (CMOS NVRAM) dhe orën në kohë reale kur rrjeti është i shkëputur. Jetëgjatësia e baterisë në këtë mënyrë ishte disa vjet, pas së cilës bateria, në shumicën e rasteve e ngjitur në motherboard, duhej të zëvendësohej. Me zhvillimin e teknologjisë CMOS dhe uljen e konsumit të energjisë së NVRAM dhe RTC, bateritë u zëvendësuan me qeliza litiumi të disponueshme me një kapacitet prej rreth 200 mAh (CR2032, etj.), të instaluara në priza të snap-in dhe lehtësisht të zëvendësueshme nga përdorues, me një periudhë të ngjashme funksionimi të vazhdueshëm.

Në BRSS, akumulatorët e diskut ishin praktikisht të vetmit akumulatorë të disponueshëm në treg (përveç automobilave dhe, më vonë, madhësisë AA NiCd 450 mAh). Përveç elementëve individualë, u propozua një bateri 9 volt me ​​shtatë bateri D-0.1 me një lidhës të ngjashëm me "Krone", i cili, megjithatë, nuk ishte i përfshirë në ndarjen e energjisë të të gjitha radiove për të cilat ishte menduar. U furnizuan vetëm karikuesit më të thjeshtë C / 10, duke karikuar baterinë ose baterinë në rreth 14 orë (koha kontrollohej nga përdoruesi).

Prodhuesit

Bateritë NiCd prodhohen nga shumë kompani, duke përfshirë kompani të tilla të mëdha ndërkombëtare si GP Batteries, Samsung (nën markën Pleomax), VARTA, GAZ, Konnoc, Metabo, EMM, Advanced Battery Factory, Panasonic / Matsushita Electric Industrial, Ansmann, etj. prodhuesit vendas mund të emërtojmë NIAI (krijuar në bazë të Laboratorit Qendror të Baterive, 1946), Kosmos, Fabrika Eksperimentale ZAO NIIKHIT, ZAO NIIKHIT-2.

Hedhja e sigurt

Shkrirja e produkteve të riciklimit të baterive NiCd ndodh në furra në temperatura të larta, në këto kushte kadmiumi bëhet jashtëzakonisht i paqëndrueshëm dhe nëse furra nuk është e pajisur me një filtër të veçantë bllokues, substancat toksike (për shembull, avujt e kadmiumit) lëshohen në mjedis. , duke helmuar zonat përreth. Rrjedhimisht, pajisjet e asgjësimit janë më të shtrenjta se asgjësimi i baterive të acidit plumb.

Shiko gjithashtu

Shkruani një përmbledhje për artikullin "Bateria nikel-kadmium"

Letërsia

• Akumulatorët e Khrustalev D.A. M: Emerald, 2003.
• Fedotov G.A. Pajisje elektrike dhe elektronike për fotografi. L .: Energoatomizdat, 1984.
• ... Burimet e rrymës janë kimike. Termat dhe Përkufizimet.
• .

Shënime (redakto)

Fragment nga Bateria Nikel-Kadmium

Ndër nënndarjet e panumërta që mund të bëhen në dukuritë e jetës, mund të nënndahen të gjitha në ato në të cilat mbizotëron përmbajtja, të tjera në të cilat mbizotëron forma. Këto, në kontrast me jetën fshatare, zemstvo, provinciale, madje edhe të Moskës, përfshijnë jetën e Shën Petersburgut, veçanërisht sallonin. Kjo jetë është e pandryshueshme.
Që nga viti 1805, ne jemi pajtuar dhe grindur me Bonapartin, kemi bërë kushtetuta dhe i kemi prerë ato, dhe salloni i Anna Pavlovna-s dhe salloni i Helenës ishin saktësisht të njëjtë me atë që ishin shtatë vjet më parë, tjetri pesë vjet më parë. Në të njëjtën mënyrë, Anna Pavlovna foli me hutim për sukseset e Bonapartit dhe pa, si në sukseset e tij, ashtu edhe në kënaqësinë e sovranëve evropianë, një komplot keqdashës me qëllimin e vetëm të papëlqyeshmërisë dhe ankthit të rrethit të gjykatës, nga i cili ishte Anna Pavlovna. një përfaqësues. Në të njëjtën mënyrë, Helena, të cilën vetë Rumyantsev e nderoi me vizitën e tij dhe e konsideroi një grua jashtëzakonisht inteligjente, ashtu si në 1808 dhe në 1812 ata folën me entuziazëm për një komb të madh dhe një burrë të madh dhe e panë me keqardhje shkëputjen me Francën, i cili, sipas mendimit të njerëzve të mbledhur në sallonin e Helenës, duhet të kishte përfunduar në paqe.
Kohët e fundit, pas ardhjes së sovranit nga ushtria, në këto rrethe të kundërta sallonesh pati një entuziazëm dhe u bënë disa demonstrata kundër njëri-tjetrit, por drejtimi i qarqeve mbeti i njëjtë. Në rrethin e Anna Pavlovna-s u pranuan vetëm legjitimistë të devotshëm nga francezët dhe këtu u shpreh ideja patriotike se nuk ishte e nevojshme të shkohej në teatrin francez dhe se mirëmbajtja e trupës kushtonte po aq sa mirëmbajtja e të gjithë trupit. Ngjarjet e luftës u panë me padurim dhe u përhapën thashetheme që ishin më të dobishme për ushtrinë tonë. Në rrethin e Helenës, thashethemet e Rumyantsev, franceze, për mizorinë e armikut dhe të luftës u hodhën poshtë dhe u diskutuan të gjitha përpjekjet e Napoleonit për pajtim. Në këtë rreth, ata qortuan ata që këshilluan urdhra shumë të nxituar për t'u përgatitur për nisjen në Kazan në gjykatë dhe institucionet arsimore të grave nën patronazhin e nënës perandoreshë. Në përgjithësi, e gjithë çështja e luftës u paraqit në sallonin e Helenës si demonstrata boshe, të cilat shumë shpejt do të përfundonin në paqe dhe mendimi i Bilibin, i cili tani ishte në St., ata do të vendosin çështjen. Në këtë rreth, me ironi dhe shumë zgjuarsi, edhe pse me shumë kujdes, talleshin me entuziazmin e Moskës, lajmi i të cilit mbërriti me sovranin në Shën Petersburg.
Në rrethin e Anna Pavlovna-s, përkundrazi, ata i admironin këto kënaqësi dhe flisnin për to, siç thotë Plutarku për të lashtët. Princi Vasily, i cili mbante të njëjtat poste të rëndësishme, formoi një lidhje midis dy qarqeve. Ai shkoi te ma bonne amie [shoqja e tij e denjë] Anna Pavlovna dhe shkonte dans le salon diplomatique de ma fille [në sallonin diplomatik të vajzës së tij] dhe shpesh, gjatë udhëtimit të pandërprerë nga një kamp në tjetrin, ai ngatërrohej dhe thoshte me Anna Pavlovna se duhej të flisja me Helenën dhe anasjelltas.
Menjëherë pas mbërritjes së sovranit, Princi Vasily filloi një bisedë me Anna Pavlovna për punët e luftës, duke dënuar ashpër Barclay de Tolly dhe duke qenë i pavendosur se kush duhet të emërohej komandant i përgjithshëm. Një nga të ftuarit, i njohur si un homme de beaucoup de merite [njeri me dinjitet të madh], tregoi për atë që pa sot Kutuzov, i zgjedhur nga kreu i milicisë së Petersburgut, i ulur në dhomën e thesarit për të pritur luftëtarët, e lejoi veten të shprehni me kujdes supozimin se Kutuzov do të ishte personi që do të plotësonte të gjitha kërkesat.
Anna Pavlovna buzëqeshi me trishtim dhe vuri re se Kutuzov, përveç telasheve, nuk i kishte dhënë asgjë perandorit.
- Unë fola dhe fola në Kuvendin e Fisnikërisë, - e ndërpreu Princi Vasily, - por ata nuk më dëgjuan. Unë thashë se sovranit nuk do ta pëlqente zgjedhjen e tij për komandant të milicisë. Ata nuk më dëgjuan.
- Është e gjitha një lloj manie kundërshtimesh, - vazhdoi ai. - Dhe para kujt? Dhe gjithçka sepse ne duam të luajmë majmunin me kënaqësitë budallaqe të Moskës, "tha Princi Vasily, i hutuar për një minutë dhe duke harruar se Helenës duhej të qeshte me kënaqësitë e Moskës dhe Anna Pavlovna për t'i admiruar ato. Por ai u shërua menjëherë. - Epo, a është e drejtë që konti Kutuzov, gjenerali më i vjetër në Rusi, të ulet në dhomë, et il en restera pour sa peine! [e kot i ka hallet!] A mund të caktohet kryekomandant një njeri që nuk mund të ulet mbi kalë, e zë gjumi në këshill, një njeri me moralin më të keq! Është dëshmuar mirë në Bukareshtë! Nuk flas as për cilësitë e tij si gjeneral, por a është e mundur që në një moment të tillë të caktohet një i mjerë dhe i verbër, thjesht i verbër? Gjenerali i verbër do të jetë i mirë! Ai nuk sheh asgjë. Luaj një buff të verbër ... nuk sheh asgjë fare!
Askush nuk e kundërshtoi këtë.
Më 24 korrik, kjo ishte krejtësisht e vërtetë. Por më 29 korrik, Kutuzov iu dha dinjiteti princëror. Dinjiteti princëror mund të nënkuptojë gjithashtu se ata donin ta hiqnin qafe - dhe për këtë arsye gjykimi i Princit Vasily vazhdoi të ishte i drejtë, megjithëse ai nuk po nxitonte ta shprehte tani. Por më 8 gusht, u mblodh një komitet i gjeneralit të fushës Saltykov, Arakcheev, Vyazmitinov, Lopukhin dhe Kochubei për të diskutuar çështjet e luftës. Komiteti vendosi që pengesat erdhën nga dallimet e komandës dhe, përkundër faktit se njerëzit që përbënin komitetin e dinin mospëlqimin e sovranit për Kutuzov, komiteti, pas një takimi të shkurtër, propozoi të emërohej Kutuzov si komandant i përgjithshëm. . Dhe në të njëjtën ditë, Kutuzov u emërua komandant i plotfuqishëm i ushtrive dhe të gjithë rajonit të pushtuar nga trupat.
Më 9 gusht, Princi Vasily u takua përsëri në Anna Pavlovna me l "homme de beaucoup de merite [një njeri me dinjitet të madh]. L" homme de beaucoup de merite iu drejtua Anna Pavlovna me rastin e dëshirës për të emëruar Perandoreshën Maria Feodorovna si kujdestare e institucionit arsimor të grave. Princi Vasily hyri në dhomë me ajrin e një fituesi të lumtur, një njeriu që ia arriti qëllimit të dëshirave të tij.
- Eh bien, vous savez la grande nouvelle? Le princi Koutouzoff est marechal. [Epo, a e dini lajmin e mrekullueshëm? Kutuzov - Field Marshall.] Të gjitha mosmarrëveshjet kanë marrë fund. Jam shumë e lumtur, shumë e lumtur! - tha Princi Vasily. - Enfin voila un homme, [Më në fund, ky është një burrë.] - tha ai duke i parë në mënyrë domethënëse dhe ashpër të gjithë në dhomën e ndenjjes. "Homme de beaucoup de merite, megjithë dëshirën e tij për të marrë një vend, nuk mundi t'i rezistonte duke i kujtuar princit Vasily gjykimin e tij të mëparshëm. e pranoi lajmin; por ai nuk mundi të rezistonte.)
- Mais on dit qu "il est aveugle, mon princ? [Po ata thonë se është i verbër?] - tha ai duke i kujtuar princit Vasil fjalët e tij.
- Allez donc, il y voit assez, [Eh, marrëzi, ai sheh mjaft, më besoni.] - tha Princi Vasili në bas, zëri i shpejtë me kollë, ai zë dhe me një kollë me të cilën zgjidhi të gjitha vështirësitë. "Allez, il y voit assez," përsëriti ai. "Dhe ajo për të cilën jam i kënaqur," vazhdoi ai, "është se sovrani i dha atij pushtet të plotë mbi të gjitha ushtritë, mbi të gjithë rajonin - pushtet që asnjë komandant i përgjithshëm nuk e ka pasur ndonjëherë. Ky është një tjetër autokrat”, përfundoi ai me një buzëqeshje fitimtare.
"Zoti na ruajt, Zoti na ruajt," tha Anna Pavlovna. "Homme de beaucoup de merite, ende një e sapoardhur në shoqërinë e gjykatës, duke dashur të kënaqet me Anna Pavlovna, duke mbrojtur mendimin e saj të mëparshëm nga ky gjykim," tha.
- Ata thonë se sovrani me ngurrim ia transferoi këtë pushtet Kutuzov. Në dit qu "il rougit comme une demoiselle a laquelle on lirait Joconde, en lui disant:" Le souverain et la patrie vous decernent cet honneur. "i tha: "Sovrani dhe atdheu të shpërblejnë me këtë nder."]
- Peut etre que la c? Ur n "etait pas de la partie, [Ndoshta zemra nuk mori pjesë plotësisht," tha Anna Pavlovna.
"Oh jo, jo," ndërmjetësoi me zjarr Princi Vasily. Tani ai nuk mund t'i jepte më Kutuzov askujt. Sipas Princit Vasily, jo vetëm Kutuzov ishte i mirë vetë, por të gjithë e adhuronin. "Jo, nuk mund të jetë, sepse sovrani dinte ta vlerësonte aq mirë më parë," tha ai.
- Zoti e dhëntë vetëm që Princi Kutuzov, - tha Anpa Pavlovna, - do të merrte fuqinë e vërtetë dhe nuk do të lejonte askënd të fuste një fole në rrotat e tij - des shkopinjtë dans les roues.
Princi Vasily e kuptoi menjëherë se kush ishte kjo për këdo. Ai tha me një pëshpëritje:
- Unë e di me siguri se Kutuzov, si një kusht i domosdoshëm, shpalli se trashëgimtari i Tsarevich nuk ishte me ushtrinë: Vous savez ce qu "il a dit a l" Empereur? [A e dini se çfarë i tha ai sovranit?] - Dhe Princi Vasily përsëriti fjalët që Kutuzov i tha sovranit: "Unë nuk mund ta ndëshkoj nëse bën keq, dhe ta shpërblej nëse bën mirë". O! ky është njeriu më i zgjuar, Princi Kutuzov, et quel caractere. Oh je le connais de longue date. [dhe çfarë karakteri. Oh, unë e njoh atë për një kohë të gjatë.]
"Ata thonë madje," tha l "homme de beaucoup de merite, i cili nuk kishte ende takt gjyqësor", se zoti e kishte bërë një kusht të domosdoshëm që vetë sovrani të mos vinte në ushtri.
Sapo ai tha këtë, në një çast, Princi Vasily dhe Anna Pavlovna u larguan prej tij dhe me trishtim, me një psherëtimë të naivitetit të tij, shikuan njëri-tjetrin.

Ndërsa kjo po ndodhte në Shën Petersburg, francezët kishin kaluar tashmë Smolenskun dhe po i afroheshin gjithnjë e më shumë Moskës. Historiani i Napoleonit Thiers, si historianët e tjerë të Napoleonit, thotë, duke u përpjekur të justifikojë heroin e tij, se Napoleoni u tërhoq në mënyrë të pavullnetshme nga muret e Moskës. Ai ka të drejtë, siç kanë të gjithë historianët që kërkojnë shpjegimin e ngjarjeve historike në vullnetin e një personi; ai ka të drejtë si dhe historianët rusë që pohojnë se Napoleoni ishte tërhequr nga Moska nga arti i gjeneralëve rusë. Këtu, përveç ligjit të retrospektivës (përsëritjes), që paraqet të gjithë atë që ka kaluar si përgatitje për një fakt të kryer, ekziston edhe reciprociteti, i cili e ngatërron të gjithë çështjen. Një lojtar i mirë që ka humbur në shah është sinqerisht i bindur se humbja e tij ishte për shkak të gabimit të tij, dhe ai e kërkon këtë gabim në fillim të lojës së tij, por harron se në çdo hap të tij, gjatë gjithë lojës, kishte të njëjtat gabime që asnjë lëvizje e tij nuk ishte e përsosur. Gabimi për të cilin ai tërheq vëmendjen është i dukshëm për të vetëm sepse armiku e ka përfituar. Sa më e ndërlikuar është kjo lojë lufte, që zhvillohet në kushte të caktuara kohore dhe ku askush nuk do të drejtojë makineritë e pajetë, por ku gjithçka rrjedh nga përplasja e panumërt e arbitrariteteve të ndryshme?

Në fazën e tanishme, ka shumë bateri që kanë një përbërje kimike të ndryshme dhe, për shkak të pranisë së elementeve të caktuara në to, karakteristikat e tyre karakteristike dhe avantazhet në funksionim. Bateritë nikel-kadmium kanë ekzistuar për një kohë të gjatë. Por ato janë ende të njohura dhe të nevojshme në sfera të ndryshme të veprimtarisë njerëzore.

Nga historia e krijimit

Bateritë e para alkaline Ni-Cd u shfaqën në fund të shekullit të 20-të. Ato u shpikën nga shkencëtari suedez Waldmar Jungner, duke përdorur nikelin si ngarkesë pozitive dhe kadmiumin si një ngarkesë negative. Pavarësisht përfitimeve të dukshme të kësaj shpikjeje, prodhimi masiv i baterive të tilla ishte shumë i shtrenjtë dhe energji intensiv në atë kohë. Prandaj, ajo u shty për një interval prej gati 50 vjetësh.

Vitet 30 të shekullit të kaluar janë të jashtëzakonshme në atë që ishte atëherë që u krijua teknika e futjes së materialeve të pllakave kimikisht aktive në një elektrodë poroze të veshur me nikel. Prodhimi masiv i baterive Ni-Cd filloi pas viteve 50.

Karakteristikat dhe përfitimet kryesore

Bateritë nikel-kadmium janë përgjithësisht në formë cilindrike. Prandaj, në njerëzit e thjeshtë ato quhen shpesh "banka". Ka edhe bateri Ni të sheshta - për shembull, për orët. Të gjitha qelizat e karikimit të këtij lloji kanë një kapacitet relativisht të vogël në krahasim me (Ni-MH), i cili u shfaq shumë më vonë me qëllim të përmirësimit të baterive Ni-Cd.

Megjithatë, kapacitetet më të ulëta nuk janë një pengesë që mund të jetë arsyeja që bateria e vjetër e mirë e kadmiumit të ndërpritet plotësisht. Një nga avantazhet e tij të padyshimta është se gjatë funksionimit nxehet jo aq shpejt sa MH. Kjo redukton ndjeshëm rrezikun e mbinxehjes dhe dështimit të parakohshëm.

Procesi më i ngadalshëm i ngrohjes së Ni-Cd është për faktin se reaksionet kimike që ndodhin brenda tyre janë endotermike. Me fjalë të tjera, nxehtësia e lëshuar gjatë reaksioneve përthithet brenda. Sa i përket MH, ato ndryshojnë nga kadmiumi në reaksionet ekzotermike me lëshimin e një sasie të madhe nxehtësie. Në këtë drejtim, MH nxehet shumë më shpejt dhe mund të "digjet" nëse nuk e ndaloni përdorimin e tyre në kohë.

Bateritë Ni-Cd kanë një kuti metalike të dendur, e cila karakterizohet nga forca e shtuar dhe ngushtësi e mirë. Ata janë në gjendje të përballojnë çdo reaksion kimik brenda dhe të përballojnë presionin e lartë të gazit edhe në kushtet më të këqija. Deri në një rënie të temperaturës në -40 ° C. Bateritë nikel-kadmium nuk i nënshtrohen rrezikut të djegies spontane, ndryshe nga ato moderne.

Midis tyre ka bateri të fuqishme dhe të besueshme industriale Ni që mund të funksionojnë plotësisht për 20-25 vjet. Dhe, përkundër faktit se këto bateri janë zëvendësuar prej kohësh me bateri MH dhe litium me një kapacitet më të lartë, bateritë Ni-Cd vazhdojnë të përdoren në mënyrë aktive edhe sot e kësaj dite.

Nëse flasim për kategorinë e çmimeve, kostoja e Ni-Cd është dukshëm më e ulët se ajo e baterive të tjera. Ky është gjithashtu një nga avantazhet e tyre kryesore.

Fusha e zbatimit

Bateritë e vogla Ni-Cd përdoren gjerësisht për të fuqizuar pajisje dhe pajisje të ndryshme shtëpiake, kryesisht në rastet kur një pajisje e veçantë konsumon një sasi të madhe rryme. "Bankat" standarde ende ofrojnë punën e stërvitjeve elektrike dhe kaçavidave. Elementët e mëdhenj janë të domosdoshëm në transportin publik. Për shembull, në trolejbusë ose tramvaje për qëllimin e furnizimit të qarqeve të tyre të kontrollit, në transport dhe veçanërisht në fushën e aviacionit si burime dytësore të energjisë në bord.

Karakteristikat e funksionimit

Meqenëse bateritë Ni-Cd bëhen të dukshme vetëm kur janë të ngarkuara plotësisht, shumica e pajisjeve "e kuptojnë" këtë si një sinjal për të ndaluar karikimin. Në mënyrë që ato të funksionojnë më gjatë, rekomandohet t'i karikoni shpejt dhe t'i përdorni derisa të shkarkohen plotësisht: ndryshe nga MH, bateritë nikel-kadmium nuk kanë frikë nga shkarkimi i thellë.

Kjo lloj baterie është e vetmja nga bateritë që rekomandohet të mbahen plotësisht të shkarkuara, ndërsa MH duhet të mbahet plotësisht e ngarkuar dhe në mënyrë periodike duhet të kontrollojnë tensionin e daljes. Një ndryshim i tillë, me një ndryshim domethënës në funksionim, është sigurisht një tjetër pikë e dukshme në favor të Ni-Cd.

Kur ruhet për një kohë të gjatë pa e përdorur në gjendje të shkarkuar, asgjë e keqe nuk do të ndodhë me bateritë. Por për t'i sjellë ato në gjendje pune, është e nevojshme të kryhet një cikël i plotë "karikimi-shkarkimi" dy ose tre herë. Është më mirë ta bëni këtë pak para përdorimit, është e mundur për një ditë, dhe më pas bateritë e nikelit-kadmiumit do të funksionojnë me dalje optimale të rrymës.

Çdo Ni-Cd i përdorur në jetën e përditshme, kur furnizohet me një rrymë të vogël dhe shkarkim periodik jo të plotë, mund të humbasë ndjeshëm kapacitetin, gjë që jep përshtypjen e një dështimi të plotë të baterisë. Nëse Ni-Cd është rimbushur për një kohë të gjatë, për shembull, në një pajisje me furnizim të vazhdueshëm me energji elektrike, ai gjithashtu do të humbasë një tregues të caktuar të kapacitetit, megjithëse niveli i tij i tensionit do të jetë i saktë.

Kjo do të thotë që nuk ia vlen të përdorni Ni-Cd në modalitetin e rimbushjes së vazhdueshme dhe "nënshkarkimit", dhe nëse kjo ka ndodhur akoma me baterinë, një cikël shkarkimi i thellë i ndjekur nga një karikim i plotë do të mjaftojë që kapaciteti të rikthehet.

Ky efekt quhet "efekti i kujtesës" dhe ndodh kur një bateri e shkarkuar jo plotësisht është ringarkuar përpara se të shkarkohet plotësisht. Fakti është se të ashtuquajturat elektroda të shtypura përdoren në prodhimin e baterive nikel-kadmium. Kjo është shumë e përshtatshme, pasi "shtypja" është e teknologjisë së lartë dhe më e lirë. Por është pikërisht përbërja e tij kimike që është e prirur ndaj "efektit të kujtesës" - me fjalë të tjera, në shfaqjen në përbërjen elektrokimike të baterisë së një shtrese elektrike të dyfishtë "ekstra" në formën e kristaleve të mëdha, e cila shkakton një rënie. në tension.

Kjo është arsyeja pse qelizat Ni-Cd "e duan" një shkarkesë të plotë dhe të thellë, pas së cilës, pasi "ka pastruar kujtesën", ato mund të punojnë plotësisht për një kohë të gjatë.

Rikuperimi i baterisë nikel-kadmium

Rikuperimi i ujit

Mund të provoni të rivendosni performancën e baterive Ni-Cd duke përdorur elektrolitin më të zakonshëm në formën e ujit të distiluar.

Për ta bërë këtë, do t'ju nevojiten disa mjete dhe pajisje të thjeshta:

• acid saldimi ;
• shiringë e disponueshme ;
  Makine per ngjitjen e metalit;
• pak ujë të distiluar .

Zakonisht, një paketë baterie brenda një stërvitjeje ose kaçavide duket si një pako me disa "kanaçe" metalike të mbështjella me letër të trashë. Për të kuptuar se cila "bankë" në pako është më e dobëta, së pari duhet të matni tensionin në polet e secilit element. Si të kontrolloni tensionin? Shumë e thjeshtë, duke përdorur një multimetër ose testues. Më shpesh, treguesi i tensionit për "kanaçet" më të dobëta është afër ose i barabartë me zero.

Për të filluar procesin e rikuperimit, duhet të shponi një vrimë të vogël në bateri, së pari duke e çliruar atë nga letra ose etiketa. Kjo mund të bëhet me një kaçavidë, duke përdorur një vidë të mprehtë vetë-përgjimi nr. 16. Është e rëndësishme të keni kujdes që të mos dëmtoni pjesën e brendshme të baterisë, por të shponi vetëm guaskën e jashtme.

Në këtë rast, vlen të përmendet një avantazh tjetër i padyshimtë: në bateri të tilla, për shkak të dizajnit të tyre, ngushtësisë së shtuar dhe veçorive të reaksioneve kimike të vazhdueshme, djegia spontane nuk ndodh. Prandaj, metodat amatore të kthimit në jetë të qelizave nikel-kadmium janë të sigurta, në ndryshim nga kryerja e këtij lloj manipulimi me bateritë moderne të litiumit, të cilat janë të prirura për shpërthime dhe ënjtje.

Një shiringë e disponueshme mbushet me 1 ml ujë të distiluar dhe bateria mbushet gradualisht me të. Në këtë rast, është e rëndësishme të mos nxitoni, sigurohuni që uji gradualisht të depërtojë në bateri. Uji i distiluar nevojitet për t'u kthyer dhe për të krijuar densitetin e kërkuar të elektrolitit brenda baterisë. Pas derdhjes së ujit, vrima mbyllet me acid saldimi, i cili merret në një shkrepës dhe mbyllet me një saldim të ngrohur mirë.

Disa zejtarë pretendojnë se nëse, në vend të ujit të distiluar, derdhni elektrolit nga elektrik dore të minatorit në bateri, bateria do të funksionojë shumë më mirë dhe më gjatë.

Si përfundim, duhet të matni përsëri tensionin me një multimetër dhe të vendosni baterinë në ngarkim. Sigurisht, një bateri e bashkuar nuk do të zgjasë shumë, por mund t'ju ndihmojë të blini pak kohë përpara se të blini një të re.

Rimëkëmbja Zapapping

Për bateritë nikel-kadmium, ekziston një metodë e provuar por e rrezikshme rikuperimi e quajtur zapzapping. Thelbi i tij qëndron në faktin se bateritë janë të ekspozuara ndaj shkarkimeve të shkurtra të rrymave shumë të larta, dhjetëra herë më të larta se norma. Çdo element fjalë për fjalë "digjet" nga pulsimet e rrymës së dytë të shkurtër prej 10, 20 amper dhe më të lartë.

Zapping kërkon trajnim të mirë nga entuziastët e elektronikës dhe masa paraprake sigurie në formën e syzeve dhe, mundësisht, veshjeve të punës. Thuhet se rikthen elementë që nuk janë përdorur për 20 vjet ose më shumë. Ju lutemi kini parasysh se zapapping është i zbatueshëm vetëm për bateritë nikel-kadmium. Nuk rekomandohet rikthimi i baterive Ni-MH në këtë mënyrë.

Cikli shkarkim-mbushje

Për të eliminuar "efektin e kujtesës" , e nevojshme shkarkojeni baterinë në 0,8-1 volt, më pas karikoni përsëri plotësisht ... Nëse bateria nuk është rikuperuar për një kohë të gjatë, mund të kryhen disa cikle të tilla dhe për të minimizuar "efektin e kujtesës", këshillohet që bateria të stërvitet në këtë mënyrë një herë në muaj.

Sa i përket metodës popullore "shkollë", e cila përfshin ngrirjen e baterive NiCd ose NiMH në një frigorifer - pavarësisht faktit se efektiviteti i kësaj metode është shumë i diskutueshëm, mund të gjeni shumë informacione në rrjet në lidhje me "rikthimin" e baterive duke vendosur ato në frigorifer. Në fakt, është më mirë të përdoret metoda e rikuperimit të elementeve me ujë të distiluar - të paktën në këtë rast, shanset për t'i ringjallur ato do të jenë shumë më të mëdha.

Pra, bateritë nikel-kadmium nuk janë inferiore ndaj baterive moderne në një numër avantazhesh të karakteristikave të tyre teknike. Ato janë ende të besueshme, të qëndrueshme, të lira dhe sa më të sigurta për t'u përdorur.

Bateritë nikel-kadmium (Ni-Cd) përdoren ende gjerësisht në ekonominë kombëtare për momentin. Nga dizajni i tyre i përkasin grupit të baterive alkaline. Këto bateri janë të kërkuara, pavarësisht se prodhimi dhe përdorimi i tyre është i kufizuar për arsye mjedisore (kadmiumi është një substancë helmuese). Por është e pamundur t'i braktisësh plotësisht ato, pasi këto bateri të rikarikueshme përdoren në pajisje ku bateritë e tjera nuk mund të funksionojnë. Në veçanti, ky është operim me rryma shkarkimi dhe karikimi me përmasa të mëdha. Këto janë pajisje mjaft të lehta për t'u mirëmbajtur me një jetë të gjatë shërbimi. Prandaj, ato meritojnë konsideratë në një artikull të veçantë.

Bateria e parë nikel-kadmium u krijua nga Waldmar Jungner në 1899. Por në atë kohë, prodhimi i këtyre baterive alkaline ishte dukshëm më i shtrenjtë se llojet e tjera të baterive. Kështu që kjo shpikje u harrua për një kohë. Në vitin 1932, u zhvillua një metodë për depozitimin e një materiali aktiv në një elektrodë poroze nikeli. Kjo e afroi lëshimin e baterive industriale Ni-Cd.

Në vitin 1947 u kryen një sërë punimesh, gjatë të cilave gazrat e lëshuar gjatë mbushjes u rikombinuan pa hequr. Si rezultat, lindën bateri të mbyllura Ni-Cd, të cilat përdoren edhe sot. Ndër prodhuesit e baterive nikel-kadmium, mund të përmenden kompani të tilla të mëdha si GP Batteries, Samsung, Warta, GAZ, Konnoc, Advanced Battery Factory, Panasonic, Metabo, Ansmann dhe të tjerë.

Pavarësisht përdorimit të gjerë të tyre në ekonominë kombëtare gjatë dekadave të fundit, bateritë nikel-kadmium po ngushtojnë gradualisht fushën e aplikimit të tyre. Ato gradualisht po shtrydhen nga bateritë e hidridit të nikelit-metalit dhe litiumit.

Në veçanti, bateritë Ni-Cd po i lënë vendin teknologjisë portative. Arsyeja për këtë është rreziku i kadmiumit për njerëzit dhe mjedisin. Hedhja e këtyre baterive kërkon pajisje speciale për rikuperimin e kadmiumit. për një makinë është më e lehtë, më e shpejtë dhe më e zhvilluar. Por ka ende mjaft fusha ku bateritë nikel-kadmium janë të pazëvendësueshme.

Aplikimet e baterive nikel-kadmium (Ni-Cd).

Bateritë nikel-kadmium me dimensione të vogla përdoren në pajisjet teknike që kërkojnë rrymë të lartë për funksionimin e tyre. Në këto kushte, bateritë Ni-Cd ofrojnë fuqi të qëndrueshme dhe nuk mbinxehen, ndryshe nga llojet e tjera të baterive të rikarikueshme. Bateritë nikel-kadmium përdoren gjerësisht në trolejbusë, tramvaje, si bateri tërheqëse në makinat elektrike, ka bateri industriale Ni-Cd. Përveç kësaj, ato kanë gjetur aplikim të gjerë në transportin detar dhe lumor.

Bateritë Ni-Cd mund të gjenden në helikopterë dhe aeroplanë si bateri në bord, në vegla portative (kaçavidë, stërvitje me çekiç, etj.). Sidoqoftë, bateritë e litiumit gjenden gjithnjë e më shumë në mjete. Bateritë e rikarikueshme nikel-kadmium nuk mund të zëvendësohen ende në ato pajisje portative që kanë konsum të lartë të energjisë. Edhe pse në disa pajisje ato zëvendësohen me sukses, të cilat nuk përmbajnë kadmium të dëmshëm.

Bateritë e diskut Ni-Cd përdoren gjerësisht. Ky variant u përdor gjerësisht si bateri për të fuqizuar memorien jo të paqëndrueshme në kompjuterët e parë personalë. Ata ishin të lidhur në motherboard. Më pas ato u zëvendësuan me bateri litiumi. Bateritë e diskut u përdorën gjerësisht edhe në kamera, flashe, kalkulatorë, elektrik dore, radio, aparate dëgjimi etj.

Bateritë Ni-Cd mund të ruhen për një kohë të gjatë, janë të lehta për t'u mirëmbajtur, janë të pandjeshme ndaj temperaturave të ulëta, kanë rezistencë të ulët të brendshme dhe peshë specifike të ulët. E gjithë kjo deri tani tejkalon pikën negative që lidhet me praninë e kadmiumit helmues në to. Bateritë nikel-kadmium mbizotërojnë ende në aviacion, pajisjet ushtarake dhe pajisjet e komunikimit radio celular. Për më tepër, mund të lexoni materialin se si zvogëlohet Ni-Cd.

Pajisja e baterisë nikel-kadmium (Ni-Cd).

Dizajni i baterisë Ni-Cd

Strukturisht, një bateri nikel-kadmiumi është një elektrodë pozitive dhe negative e ndarë nga një ndarës. Ato janë të zhytura në një elektrolit alkalik dhe të gjitha janë të mbyllura në një kuti metalike të mbyllur. Elektroda pozitive përmban NiOOH (Nickel Oxide-Hydroxide). Negativi përmban kadmium (Cd) në përbërje. Tretësira KOH (hidroksid kaliumi) vepron si elektrolit. Është një alkali i fortë, pa erë. Përparësitë e KOH janë se substanca nuk është as shpërthyese dhe as e ndezshme. Pjesa masive e KOH në elektrolit në përputhje me GOST R 50711-94 duhet të jetë së paku 85 përqind në formë të ngurtë dhe të paktën 45 përqind në formë të lëngshme.

Për të rritur sipërfaqen e elektrodave, ato prodhohen nga petë e hollë. Ndarësi midis elektrodave është bërë nga një material jo i endur që nuk ndërvepron me alkalin. Vetë elektroliti nuk konsumohet gjatë reaksionit.

Një qelizë nikel-kadmiumi prodhon një tension prej rreth 1 volt. Prandaj, ato kombinohen në bateri me një densitet energjie prej rreth 60 Wh për kilogram.

Imazhi më poshtë tregon elementët kryesorë të baterisë alkaline të nikelit të kadmiumit të serisë KL.

Dalja e Bourne ose rryma është projektuar për të marrë rrymë nga bateria dhe vepron si një terminal për lidhjen e baterive. Nëpërmjet spinës mbushet elektroliti, si dhe dalja e gazit të formuar gjatë procesit të karikimit. Lidhja e elektrodave së bashku me shiritat e kontaktit siguron heqjen dhe furnizimin nga elektroda në bar. Shiritat e kontaktit janë ngjitur në elektroda.

Elektroda është një lamelë horizontale. Ato përmbajnë substancën aktive në një shirit çeliku të shpuar. Brinja i jep ngurtësi elektrodës dhe lejon që rryma të rrjedhë në shiritin e kontaktit. Elektrodat me polaritet të ndryshëm ndahen nga një ndarës i kornizës, i cili nuk pengon qarkullimin e lirë të elektrolitit.

Reaksionet që ndodhin në elektrodat e baterisë Ni-Cd

Proceset pozitive të elektrodës

Reaksionet kryesore elektrokimike që ndodhin në elektrodën pozitive të një baterie nikel-kadmiumi mund të përshkruhen me formulat e mëposhtme:

Gjatë karikimit

Ni (OH) 2 + OH -? NiOOH + H 2 O + e -

Gjatë shkarkimit

NiOOH + H 2 O + e -? Ni (OH) 2 + OH -

Oksidi-hidroksid i nikelit (NiOOH) në elektrodën pozitive mund të jetë në dy versione:

• - Ni (OH) 2;
• ? -Ni (OH) 2.

Këto forma ndryshojnë për nga dendësia dhe hidratimi i tyre. Nëse bateria është e ulët, të dyja këto forma të hidroksidit të nikelit janë të pranishme në elektrodën pozitive. Kur një bateri Ni-Cd ngarkohet, forma α-Ni (OH) 2 konvertohet në α-NiOOH. Në këtë rast, rrjeta kristalore e substancës ndryshon disi. Në fazën përfundimtare të karikimit, formohet α-NiOOH. Numri i fazave? dhe? Hidroksidi i nikelit do të varet nga kushtet specifike të karikimit.

Faza? ndërtohet intensivisht me shpejtësi të lartë karikimi ose kur mbingarkon. Si rezultat i formimit të α-NiOOH, ndodh një ristrukturim radikal i strukturës së oksidit. Për krahasim, dendësia e fazës? është 4,15, dhe faza? -3,85 g / cm 3. Për këtë arsye, kur bateria Ni-Cd është e mbingarkuar, vëllimi i masës aktive të elektrodës pozitive ndryshon. Vetitë elektrokimike? dhe? gjithashtu ndryshojnë. Për formën? -NiOOH, ngarkesa kalon me më pak efikasitet dhe faktori aktual i përdorimit në këtë rast është më i vogël se forma?. Forma? gjithashtu ka një potencial më të ulët shkarkimi dhe vetëshkarkues gjysmën e më shumë se për ?.

Proceset e elektrodave negative

Reaksionet e mëposhtme ndodhin në elektrodën negative të një baterie nikel-kadmiumi:

Gjatë karikimit

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

Në dalje

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

Kapaciteti i elektrodës së kadmiumit në bateritë nikel-kadmium tejkalon kapacitetin e elektrodës pozitive me rreth 20 deri në 70 përqind. Për këtë arsye, konsiderohet se potenciali i elektrodës negative gjatë ngarkimit-shkarkimit mbetet i pandryshuar.

Proceset e përgjithshme në një bateri Ni-Cd

Në një bateri nikel-kadmiumi, ndodhin reagimet e mëposhtme:

Gjatë karikimit

2Ni (OH) 2 + Cd (OH) 2? 2NiOOH + Cd + 2H 2 O

Në dalje

2NiOOH + Cd + 2H 2 O? 2Ni (OH) 2 + Cd (OH) 2

Gjatë rimbushjes, reagimi i mëposhtëm ndodh në elektrodën pozitive:

2OH? ? 1 / 2O2 + H 2 O + 2e?

Kjo do të thotë, oksigjeni lëshohet, i cili arrin elektrodën negative përmes ndarësit, dhe atje, me pjesëmarrjen e tij, ndodh reagimi i mëposhtëm:

1 / 2O2 + Cd + H 2 O? Cd (OH) 2

Si rezultat, ndodh një reaksion i mbyllur i oksigjenit. Kjo stabilizon presionin në baterinë nikel-kadmium gjatë mbingarkesës. Sasia e presionit në bateri varet shumë nga shpejtësia me të cilën oksigjeni transportohet midis elektrodave pozitive dhe negative. Gjatë mbingarkesës, hidrogjeni mund të lëshohet në elektrodën negative të kadmiumit:

H 2 O + e? ? Oh? + 1 / 2H 2

Më pas oksidohet në elektrodën pozitive. Reagimi duket si ky:

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

Formimi i hidrogjenit në një bateri të mbyllur është një proces i rrezikshëm. Nëse shkalla e përthithjes së tij është e ulët, atëherë kjo mund të çojë në akumulimin e tij. Dhe kjo tashmë është shpërthyese. Prandaj, në bateritë e mbyllura nikel-kadmiumi, kapaciteti i elektrodës së kadmiumit bëhet shumë më i madh se ai pozitiv.

Kapaciteti i një baterie të tillë të mbyllur përcaktohet saktësisht nga vlera e kapacitetit të elektrodës së oksidit të nikelit.

Karakteristikat e baterive nikel kadmium (Ni-Cd).

Tensioni nominal i baterive të mbyllura të kadmiumit të nikelit është 1.2 volt. Karikimi me një rrymë prej 1/10 të kapacitetit zgjat 16 orë. Kapaciteti i një baterie Ni-Cd matet me një rrymë shkarkimi prej 2/10 të kapacitetit nominal në një tension prej një volt.

Imazhi më poshtë tregon karakteristikat e shkarkimit të baterive nikel-kadmium në mënyra të ndryshme shkarkimi.

Grafikët e mëposhtëm tregojnë varësinë e kapacitetit të shkarkimit nga rryma e ngarkesës dhe temperatura.

Vetë-shkarkimi i baterive nikel-kadmium varet kryesisht nga paqëndrueshmëria termodinamike e elektrodës oksid nikel-hidroksid. Ndikimi i rrymës së rrjedhjes ndërmjet elektrodave në vetë-shkarkimin është i vogël. Por gradualisht rritet me jetëgjatësinë e baterisë. Prodhimi i nxehtësisë në bateritë Ni-Cd varet kryesisht nga gjendja e ngarkimit. Pasi bateria të ketë arritur 70 për qind të kapacitetit të saj, aktivizohet procesi i evolucionit të oksigjenit. Si rezultat, për shkak të jonizimit të oksigjenit në elektrodat negative, bateria nxehet. Në fund të karikimit, temperatura në baterinë Ni-Cd rritet me 10-15 gradë Celsius. Nëse ngarkimi kryhet në një mënyrë të përshpejtuar, atëherë rritja e temperaturës mund të jetë 40-45 gradë Celsius.

Pas shkëputjes nga ngarkesa, potenciali i elektrodës pozitive (oksid-nikel) zvogëlohet dhe ndodh një barazim gradual i ngarkesës së shtresave të thella dhe sipërfaqësore. Pas një kohe, intensiteti i vetë-shkarkimit zvogëlohet. Vetë-shkarkimi dhe stabilizimi i kapacitetit të mbetur mund të ndryshojnë ndjeshëm për seri të ndryshme të baterive Ni-Cd. Vetë-shkarkimi, përveç uljes së kapacitetit, çon edhe në një ulje të tensionit me 0.03-0.05 volt. Ky fenomen shpjegohet me barazimin gradual të ngarkesës në thellësi dhe në sipërfaqen e elektrodës. Përveç kësaj, pasivizimi i pjesshëm i masës aktive ka një efekt.

Ruajtja e baterive nikel-kadmium (si dhe bateritë e acidit plumb) në temperatura të ulëta do të reduktojë vetëshkarkimin. Në 20 gradë Celsius, vetë-shkarkimi është dy herë më i lartë se në 0.

Imazhi i mëposhtëm tregon një grafik të ndryshimit në humbjen e kapacitetit për bateritë nikel-kadmium në temperatura të ndryshme.

Për të kompensuar vetë-shkarkimin gjatë ruajtjes së baterisë, mund ta vendosni në rimbushje me rrymë të ulët. Në mënyrë tipike, rryma notuese është 0.03-0.05 herë më e madhe se kapaciteti. Por vlera specifike negociohet nga prodhuesi i baterisë. Aftësia për t'i bërë ballë rimbushjes së zgjatur është e ndryshme për bateritë nikel-kadmium të dizajneve të ndryshme. Bateritë alkaline të diskut të nikelit-kadmiumit, të cilat kanë elektroda të trasha lamelale, janë më pak të përshtatura për të mbingarkuar. Por ka edhe modele të tilla që janë në gjendje të përballojnë një rimbushje për disa muaj pa pasoja.

Sa i përket karakteristikave energjetike të baterive Ni-Cd, ato gjithashtu ndryshojnë në varësi të llojeve të baterive.

Bateritë e diskut nikel-kadmium me 2 elektroda kanë karakteristika specifike të energjisë prej 15-18 Wh për kilogram dhe 35-45 Wh për litër. I njëjti version, por me 4 elektroda, ka dyfishin e karakteristikave specifike të energjisë. Për bateritë cilindrike Ni-Cd, këto vlera janë 45 Wh për kilogram dhe 130 Wh për litër.

Çfarë ndikon në shkarkimin e baterive Ni-Cd?

Karakteristikat e shkarkimit të modeleve specifike varen nga karakteristikat e mëposhtme:

• trashësia, struktura, rezistenca e brendshme e elektrodave;
• dendësia e montimit të grupeve të elektrodave;
• karakteristikat e ndarësit (trashësia dhe struktura);
• vëllimi i elektrolitit;
• karakteristikat specifike të dizajnit të baterisë.

Bateritë Ni-Cd me elektrodë me presion të rëndë përdoren në kushte shkarkimi të vazhdueshme. Në këtë rast, ka një rënie graduale të kapacitetit dhe tensionit në 1.1 volt. Kur shkarkohet në 1 volt, kapaciteti mbetet rreth 5-10 përqind e nominales. Bateritë e tilla të ruajtjes tregojnë një rënie të konsiderueshme të tensionit të shkarkimit dhe kapacitetit të humbur të baterive Ni-Cd me një rritje të rrymës së shkarkimit në 0.2 * C. Kjo shpjegohet me faktin se masa aktive nuk ka aftësinë për të shkarkuar në mënyrë uniforme në thellësi të ndryshme të elektrodave.

Për bateritë e ruajtjes që funksionojnë në modalitetin e shkarkimit me intensitet të mesëm, elektrodat bëhen më të holla dhe numri i tyre rritet në 4. Si rezultat, rryma e shkarkimit rritet në 0,6 të kapacitetit.

Ekzistojnë gjithashtu të ashtuquajturat bateri me shkarkim të shkurtër. Ato janë të pajisura me elektroda metal-qeramike me rezistencë të ulët të brendshme. Këto modele kanë performancën më të lartë të energjisë midis llojeve të tjera të baterive nikel-kadmium. Tensioni i shkarkimit të tyre mbahet mbi 1.2 volt derisa të shterojnë 90 për qind të kapacitetit të baterisë. Këto bateri mund të përdoren kur shkarkohen me rryma të larta (3-5C).

Vlen të përmendet edhe bateritë cilindrike me elektroda rrotulluese. Këto bateri moderne mund të shkarkohen për një kohë të gjatë me një rrymë prej 7-10C. Në grafikët e shkarkimit të paraqitur më sipër, mund të shihni se temperatura e OS ka një efekt të rëndësishëm në karakteristikat e baterive nikel-kadmium. Bateria ka vlerën më të madhe në 20 gradë Celsius. Kur temperatura rritet, praktikisht nuk ndryshon. Por kur ulet në 0 gradë, kapaciteti bie sa më shpejt, aq më e madhe është vlera e rrymës së shkarkimit. Kjo ulje e kapacitetit shoqërohet me një ulje të tensionit të shkarkimit, i cili shkaktohet nga një rritje e polarizimit dhe rezistencës omike. Rezistenca rritet për shkak të vëllimit të vogël të elektrolitit.

Pra, përbërja e alkalit (elektrolitit) dhe përqendrimi i tij ndikojnë ndjeshëm në karakteristikat e baterisë. Nga kjo varet temperatura e formimit të kripërave, hidrateve kristalore, akullit dhe elementëve të tjerë.

Nëse elektroliti është i ngrirë, atëherë shkarkimi përjashtohet plotësisht. Vlera më e ulët e temperaturës së funksionimit të baterive Ni-Cd në shumicën e rasteve është minus 20 gradë Celsius. Për disa lloje të baterive, përbërja e elektrolitit rregullohet dhe kufiri i poshtëm i diapazonit të temperaturës zgjerohet në minus 40 gradë Celsius.

Çfarë ndikon në ngarkimin e baterive Ni-Cd?

Kur karikoni një bateri nikel kadmiumi të mbyllur, është e rëndësishme të kufizoni mbingarkimin. Mbingarkimi rrit presionin brenda baterisë për shkak të çlirimit të oksigjenit. Pra, efikasiteti i përdorimit të rrymës zvogëlohet ndërsa i afrohemi ngarkimit të 100-të.

Në imazhin më poshtë mund të shihni grafikët që karakterizojnë varësinë e kapacitetit gjatë shkarkimit të një baterie cilindrike.

Bateritë Ni-Cd mund të karikohen në intervalin e temperaturës 0-40 gradë Celsius. Intervali i rekomanduar është 10-30 gradë. Marrja e oksigjenit në elektrodën e kadmiumit ngadalësohet me uljen e temperaturës, gjë që çon në një rritje të presionit. Nëse temperatura është më e lartë se ajo e rekomanduar, atëherë potenciali rritet dhe oksigjeni fillon të evoluojë shumë herët në elektrodën pozitive oksid-nikel. Në një temperaturë të barabartë, oksigjeni lëshohet në mënyrë më aktive, aq më e madhe është rryma e ngarkesës. Në këtë rast, shkalla e marrjes së oksigjenit mbetet pothuajse e pandryshuar. Kjo vlerë varet nga modeli i baterisë, ose më saktë, nga transporti i oksigjenit nga elektroda pozitive në kadmium negative. Kjo ndikohet nga dendësia e vendosjes, trashësia, struktura e elektrodave, si dhe materiali i ndarësit dhe vëllimi i elektrolitit.

Sa më e vogël të jetë trashësia e elektrodave dhe sa më e lartë të jetë dendësia e rregullimit të tyre, aq më efikas do të zhvillohet procesi i karikimit. Bateritë cilindrike të tipit spirale janë më efektive në këtë drejtim. Për ta, efikasiteti i karikimit mbetet pothuajse i pandryshuar kur rryma ndryshon nga 0.1 në 1C. Prodhuesit standardë e quajnë modalitetin e karikimit, si rezultat i së cilës një bateri me një tension prej 1 volt ngarkohet plotësisht në 16 orë me një rrymë prej 0.1 të kapacitetit. Disa modele kërkojnë 14 orë kur karikohen në këtë modalitet. Treguesit specifikë tashmë varen nga tiparet e projektimit dhe vëllimi i masës aktive.

E gjithë sa më sipër është e vërtetë për një ngarkesë galvanostatike. Kjo është një ngarkesë me një fuqi konstante të rrymës. Por ngarkimi mund të kryhet gjithashtu me një ulje të qetë ose shkallë-shkallë të fuqisë aktuale në fazën përfundimtare të karikimit. Pastaj, në fazën fillestare, rryma mund të vendoset shumë më e lartë se vlera standarde prej 0.1 e kapacitetit. Shpesh ekziston nevoja reale për të rritur shpejtësinë e karikimit. Problemi zgjidhet duke përdorur bateri, karakteristikat e të cilave bëjnë të mundur marrjen në mënyrë efikase të një ngarkese me një densitet të lartë të rrymës. Rryma mbahet konstante gjatë gjithë procesit të karikimit. Po përmirësohen edhe sistemet e kontrollit, të cilat nuk lejojnë mbingarkimin e baterisë.

Bateritë cilindrike të nikelit-kadmiumit zakonisht ngarkohen në mënyrat e mëposhtme:

• 6-7 orë me një rrymë prej 0.2 nga kapaciteti;
• 3-4 orë me një rrymë prej 0.3 nga kapaciteti.

Kur përshpejtoni, nuk rekomandohet të lejoni një rimbushje prej më shumë se 120-140 përqind. Atëherë kapaciteti do të sigurohet jo më pak se ai nominal. Bateritë e ringarkueshme Ni-Cd për funksionim me shpejtësi të lartë karikohen edhe më shpejt (rreth një orë). Megjithatë, në rastin e fundit, kërkohet kontrolli i tensionit dhe i temperaturës. Përndryshe, për shkak të rritjes së shpejtë të presionit, mund të fillojë procesi i degradimit të akumulatorëve.

Pas përfundimit të ngarkimit në një bateri të mbyllur, oksigjeni vazhdon të evoluojë për shkak të oksidimit të joneve hidroksil në elektrodën pozitive. Për shkak të procesit të vetë-shkarkimit, potenciali zvogëlohet, dhe procesi i evolucionit të oksigjenit zvogëlohet gradualisht dhe bëhet i barabartë me thithjen e tij në elektrodën e kadmiumit. Pastaj presioni ulet. Për këtë, çmontuar në detaje në lidhjen e specifikuar.

Funksionimi i baterive nikel kadmium (Ni-Cd).

Gradualisht, gjatë funksionimit të baterive nikel-kadmium, në to ndodhin ndryshime që ndikojnë në performancën e tyre. Këto ndryshime shkaktojnë një rënie graduale të tensionit të baterisë dhe një ulje të kapacitetit të saj të shkarkimit.

Cilët faktorë çojnë në dështimin e baterive Ni-Cd:

• Reduktimi i sipërfaqes së punës së elektrodave;
• humbja e masës aktive të elektrodave;
• ndryshimet në përbërjen dhe vëllimin e elektrolitit alkalik, si dhe rishpërndarjen e tij në bateri;
• shfaqja e rrjedhjeve përgjatë përcjellësve të shkaktuar nga rritja e dendriteve të kadmiumit;
• proceset që lidhen me konsumin e pakthyeshëm të ujit dhe oksigjenit;
• prishja e lëndës organike.

Ndryshimet në elektrodën pozitive (oksidi i nikelit)

Pas një numri të caktuar, mjaft të madh, ciklesh, dendësia e masës aktive të elektrodës pozitive ndryshon. Ndodh e ashtuquajtura fryrje e elektrodës së oksidit të nikelit. Përveç kësaj, forca e saj zvogëlohet. Si rezultat, cilësia e kontaktit të masës aktive me bazën e elektrodës zvogëlohet. Si rezultat, përçueshmëria elektrike e elektrodës zvogëlohet dhe kapaciteti i baterisë zvogëlohet.

Ulja e fuqisë së elektrodës pozitive është shkaktuar kryesisht nga mbingarkesa e rregullt. Siç u përmend më lart, kjo shoqërohet me lëshimin e oksigjenit në kutinë e mbyllur të baterisë. Në bateritë me elektroda metal-qeramike, këto ndryshime vërehen në një masë shumë më të vogël. Gjatë funksionimit të baterive nikel-kadmium, vërehet një rritje e kristaleve të masës aktive. Kjo çon në një ulje të sipërfaqes së punës të elektrodave dhe një rënie të kapacitetit.

Ndryshimet në elektrodën negative (kadmium)

Në elektrodën e kadmiumit, procesi kryesor që shkakton degradimin e saj është migrimi i masës aktive. Në një bateri Ni-Cd që është përdorur për një kohë të gjatë, masa aktive e elektrodës negative mund të gjendet si në ndarës ashtu edhe në elektrodën pozitive. Si rezultat, ka një humbje të masës aktive, si dhe bllokim të shtresës sipërfaqësore të elektrodës negative.

Kjo dëmton aksesin e elektrolitit alkalik në thellësinë e elektrodës. Si rezultat, rezistenca e brendshme e baterisë rritet. Migrimi i masës aktive dhe rritja e dendriteve përmes ndarësit në elektrodën pozitive shkakton qarqe të shkurtra dhe një rritje të vetëshkarkimit. Ashtu si në elektrodën oksid-nikel, edhe në elektrodën e kadmiumit, kristalet rriten më shumë dhe masa aktive bymehet.

Procese të tjera të pakthyeshme gjithashtu shkurtojnë jetën e një baterie nikel-kadmiumi. Në veçanti, për shkak të potencialit të lartë të oksidimit të elektrodës pozitive, papastërtitë organike oksidohen në të. Këto janë aditivë të veçantë stabilizues dhe aktivizues në këtë lloj baterie. Baza qeramike e elektrodës konsumon ujë gjatë oksidimit të saj dhe lëshon hidroksid nikel (Ni (OH) 2).

Rritja e presionit në një akumulator nikel-kadmiumi gjithashtu ka një efekt të dëmshëm në gjendjen e akumulatorit. Kur kapaciteti i elektrodës së kadmiumit zvogëlohet, balanca e kapaciteteve të pllakave pozitive dhe negative ndryshon. Si rezultat, krijohen kushte për evolucionin e hidrogjenit. Me një shkallë të ulët rikombinimi, hidrogjeni fillon të grumbullohet dhe ekziston një kërcënim i një rritje të mprehtë të presionit. Ky është shpesh rasti me karikimin e shpejtë. Për modelet prizmatike dhe disqe të baterive Ni-Cd, kutia mund të deformohet nën presion të shtuar. Ngushtësia mund të ruhet, por dendësia e montimit prishet, rezistenca e brendshme e baterisë rritet dhe voltazhi i shkarkimit zvogëlohet.

Vlen të kujtohet se hidrogjeni gjithashtu grumbullohet kur bateria shkarkohet vazhdimisht në 0 volt. Përveç kësaj, brenda baterisë ka azot, i cili arrin atje kur mbyllet. Pra, brenda, nitratet në elektrolit janë ende duke u restauruar. Ajo gjithashtu shkakton një rritje të presionit. Bateritë alkaline nikel-kadmium kanë një valvul emergjence për të lehtësuar presionin. Por kjo bëhet vetëm një herë, pasi në një element kimik ndodhin ndryshime të pakthyeshme.

Elektroliti alkalik gjithashtu kontribuon në rënien e performancës së baterisë Ni-Cd. Më saktësisht, një ndryshim në përbërjen dhe vëllimin e tij. Si rezultat i ndryshimeve në strukturën dhe ënjtjes së elektrodave, elektroliti tërhiqet. Si rezultat, rezistenca e brendshme e baterisë rritet. Përbërja e elektrolitit ndryshon gradualisht. Krahasuar me gjendjen fillestare, vëllimi i karbonateve mund të rritet ndjeshëm. Përçueshmëria elektrike e elektrolitit bie dhe performanca e baterisë përkeqësohet gjatë shkarkimit. Kjo bëhet veçanërisht e dukshme në temperatura të ulëta.

Si ndikon funksionimi dhe temperatura në procesin e degradimit?

Temperatura është një nga faktorët më të rëndësishëm që ndikon në procesin e degradimit të një baterie nikel-kadmiumi. Kur temperatura rritet për çdo dhjetë gradë, proceset kimike përshpejtohen dy deri në katër herë.

Efekti i temperaturës bëhet edhe më i theksuar me rritjen e rrymës së karikimit, pasi kjo bën që bateria të nxehet gjatë mbingarkesës. Ulja e kapacitetit të elektrolitit të kadmiumit në temperatura të ulëta do të tejkalojë uljen e kapacitetit të elektrodës pozitive. Kjo vendos disa kufizime në përdorimin e baterive në rajonet veriore. Në një situatë të tillë, shkalla e evolucionit të hidrogjenit rritet gjatë karikimit.

Procesi i degradimit të baterive nikel-kadmium ndikohet shumë nga natyra e funksionimit. Çfarë përfshin kjo:

• thellësia dhe mënyra e shkarkimit;
• mënyra e karikimit;
• intervali kohor me ngarkimin dhe shkarkimin (nëse çiklizmi është i vazhdueshëm);
• periudhat e ruajtjes dhe funksionimit.

Grafiku më poshtë tregon jetëgjatësinë e baterisë në cikle në varësi të thellësisë së shkarkimit.

Duhet të theksohet se bateritë Ni-Cd kanë një rezistencë mjaft të lartë ndaj mbingarkesës aksidentale. Nëse shkarkimi i tepërt ndodh rrallë, atëherë hidrogjeni rikombinohet lehtësisht. Kur të hiqet polarizimi, tensioni i baterisë rikthehet.

Me rimbushje të vazhdueshme të baterive nikel-kadmium, është e nevojshme të sigurohet një rrymë e barabartë me 0,03-0,05 të kapacitetit nominal. Nëse bateria funksionon vazhdimisht në këtë mënyrë, atëherë përveç vlerës aktuale, ndikon edhe temperatura e sistemit operativ. Ndërsa temperatura rritet, prodhimi i oksigjenit rritet. Kjo përshpejton degradimin e baterisë. Për funksionimin me rimbushje të vazhdueshme (temperatura 50-55 gradë Celsius), u krijuan modele të veçanta të baterive cilindrike. Ato kanë elektroda të tipit rrotull me një jetë shërbimi prej të paktën 4 vjetësh. Në këto bateri është rregulluar përbërja e elektrolitit dhe janë bërë përgatitje për përshpejtimin e përthithjes së gazrave.

Nëse e shkarkoni një bateri Ni-Cd pas një rimbushjeje të gjatë, kapaciteti i saj do të jetë pak më i ulët se ai i një baterie të ngarkuar nga e para. Por ky fenomen është i përkohshëm dhe kapaciteti do të kthehet në normalitet pas disa cikleve ngarkim-shkarkim.

Etiketimi i baterive alkaline nikel-kadmium (Ni-Cd).

Shënimi i baterive Ni-Cd mund të duket si ky:

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

Simbolet tregojnë sa vijon:

• 40 - numri i baterive në një bateri ose paketë baterie;
• NK, K - lloji i baterisë nikel-kadmium (emërtimi NK korrespondon me TU 16-90 ILVE.563330.001TU, emërtimi K korrespondon me IEC 623, GOST R IEC 60623-2002);
• L, H - lloji i baterisë Ni-Cd në varësi të mënyrës së shkarkimit (L - mënyra e shkarkimit të gjatë, H - mënyra e shkarkimit të shkurtër);
• 250 - vlera e kapacitetit nominal (amper-orë);
• R (P) - versioni plastik i rezervuarit të magazinimit;
• K - dizajni i kornizës së paketës së baterisë.

Të mirat dhe të këqijat e baterive nikel kadmium (Ni-Cd).

Si përfundim, le të kujtojmë shkurtimisht avantazhet dhe disavantazhet e baterive nikel-kadmium.

Përparësitë e baterive Ni-Cd

• Një numër i madh ciklesh ngarkimi-shkarkimi (më shumë se 1000);
• Jetëgjatësia e gjatë, pavarësisht nga gjendja e ngarkimit;
• Mënyrë e shpejtë dhe e lehtë për të karikuar;
• Përballoni stresin serioz;
• Është e mundur të punohet në temperatura të ulëta;
• I përshtatshëm për mjedise të vështira;
• Ruajtja e kapacitetit në temperatura të ulëta;
• Janë të lira.

Disavantazhet e baterive Ni-Cd

• Efekti i kujtesës dhe nevoja për punë për ta eliminuar atë;
• Shkallë mjaft e lartë e vetë-shkarkimit;
• Dendësi e ulët e energjisë në krahasim me llojet e tjera të baterive të rikarikueshme;
• Toksiciteti i materialeve. Kjo është veçanërisht e vërtetë për kadmiumin. Prodhimi dhe përdorimi i baterive të tilla është i ndaluar në një numër vendesh. Për asgjësimin e tyre kërkohen pajisje dhe teknologji speciale.

Kjo është gjithçka që në këtë pikë doja t'ju tregoja për bateritë nikel-kadmium. Nëse keni pyetje ose shtesa mbi temën, atëherë lini ato në komente.