Nikal-kadmijeve baterije ili baterije

Nikal-kadmijeve baterije su sekundarni izvori električne energije koje je izumio Waldmar Jungner. Krajem 19. stoljeća u Švedskoj, uređaj se sastoji od kućišta, dvije elektrode - anode i katode - separatora i elektrolita. Razlikuje se od ostalih baterija po materijalu koji se koristi za izradu elektroda i otopini elektrolita. Te razlike značajno utječu na tehničke karakteristike baterije.

Dizajn i princip rada

Nikal-kadmijeve baterije (NiCd) rade na principu pretvaranja kemijske energije u električnu energiju putem reverzibilnih reakcija nikl hidroksida (NiOOH), kadmija (Cd), vode (H₂O). Kao rezultat toga nastaje niklov hidroksid Ni(OH).₂ i Cd(OH)₂, pojavljuje se Elektromagnetski signal.

Kemijske reakcije koje se odvijaju u bateriji:

Tijekom punjenja: 2Ni(OH)₂+ Cd(OH)₂ → 2NiOOH + Cd + 2H₂O

Tijekom pražnjenja: 2NiOOH + Cd + 2H₂O → 2Ni(OH)₂+ Cd(OH)₂

Nikal-kadmijeve baterije proizvode se u gustom metalnom kućištu, unutar kojeg su niklove i kadmijeve elektrode odvojene separatorom, a alkalna otopina (kalijev hidroksid) služi kao elektrolit. Anoda je folija ili čelična žičana mreža obložena smjesom niklovog hidroksida i vodljivog materijala. Katoda je također čelična mreža ili folija, sa spužvastim metalom kadmija utisnutim u ćelije.

Sorte

Nikal-kadmijeve baterije prema svom obliku su:

1. Cilindrične - dobile su drugo ime - "banke".
2. Stan - disk ili "tablet"

Cilindrični raspon veličina sastoji se od nekoliko osnovnih standardnih tipova:

Oznaka	Promjer, mm	Duljina, mm	Težina, g
A	17	50	32
AA	14.2	50	21
AAA	10,5	44,5	10
1/2 SC	23	26	30
SC (pod C)	23	43	52
C	26	46	72
D	33	58	105-145
F	33	91	231
SF (super F)	41,4	89,1	393

 

Disk baterije ili "tablete" bile su prilično popularne u zemljama bivše SSSRModerni kadmijevi analozi sovjetskih "tableta" koriste se u satovima, fotobljeskalicama, slušni aparati, kamere, svjetiljke.

Karakteristike

1. Nazivni napon jednog elementa je 1,2 V.
2. Raspon radne temperature: od +40 do -50^OS.
3. Mogućnost potpunog punjenja i pražnjenja je od 100 do 1000, moderni poboljšani modeli dosežu 2000 ciklusa.
4. Stopa samopražnjenja je oko 10% mjesečno.

Prednosti

Nikal-kadmijeve baterije imaju niz prednosti u odnosu na druge:

• Mogućnost rada na temperaturama ispod nule.
• Brza brzina punjenja i sporo pražnjenje baterije.
• Rad u ekstremnim industrijskim uvjetima (otpornost na udarce, udarce, velika opterećenja, povećanu prašinu, temperature ispod nule).
• Višestruki ciklusi punjenja i pražnjenja – 1000 ili više.
• Dugi vijek trajanja - do 10 godina.
• Dugi vijek trajanja, čak i kada je nenapunjen – oko 5 godina.
• Relativno niska cijena.

Nedostaci

Nedostaci uključuju:

• Memorijski efekt je gubitak kapaciteta prilikom punjenja kadmijeve baterije koja nije potpuno ispražnjena.
• Toksičnost unutarnjeg sadržaja znači da se tijekom odlaganja moraju poštivati ​​propisi o zaštiti okoliša.
• Samopražnjenje - nakon godinu dana skladištenja, potpuno napunjena nikal-kadmijeva baterija bit će potpuno ispraznjena.
• Proces oporavka baterije nakon dugotrajnog skladištenja traje nekoliko ciklusa punjenja i pražnjenja.
• Niski napon jedne ćelije je 1,2 V. Za povećanje izlaznog napona baterije, nekoliko ćelija se spaja serijski.

Primjena

Kadmijeve baterije, Zbog svojih karakteristika koriste se u uređajima s velikom potrošnjom struje i velikim radnim opterećenjima:

• Riječni i morski prijevoz.
• Zračni prijevoz - avioni, helikopteri.
• Prizemni električni prijevoz - tramvaji, trolejbusi.
• Vojna oprema.
• Industrijska proizvodnja - električni automobili.
• Električni alati - bušilice, odvijači.
• Kućanski aparati - električni brijači, svjetiljke.
• Radiotehnika – prijenosni interfoni, igračke na radio upravljanje.

Zaključci, preporuke

• Ni-CD baterije se ne zagrijavaju tijekom rada jer su kemijske reakcije unutra endotermne, što znači da se stvorena toplina apsorbira. To svojstvo smanjuje rizik od pregrijavanja i produžuje njihov vijek trajanja.
• Prisutnost čvrstog, zatvorenog kućišta, sposobnog izdržati agresivne vanjske utjecaje (promjene temperature i tlaka, kemijsko uništavanje), čini nikal-kadmijeve baterije otpornima na spontano izgaranje.
• U industrijskim postrojenjima, kadmijeve baterije i dalje pouzdano služe 10-20 godina, unatoč novim modernim analogima, te stoga ne zahtijevaju zamjenu.

Da biste produžili vijek trajanja nikal-kadmijskih baterija, potrebno ih je pravilno puniti:

• Za visokokvalitetno punjenje potrebno je koristiti posebne punjače (ZU).
• Ne preporučuje se punjenje baterije koja nije potpuno ispražnjena - doći će do kristalizacije, površina tvari će se smanjiti i kapacitet.
• Stalno ponovno punjenje - koje je posljedica pregrijavanja i smanjenja količine vode u elektrolitu - dovest će do uništenja elektroda i separatora.
• Nedovoljno punjenje će smanjiti vijek trajanja NiCd baterije.
• Kako bi se uklonio "efekt memorije", kapacitet baterije mora se vratiti provođenjem nekoliko ciklusa punjenja i pražnjenja.
• Proces punjenja se najbolje provodi na temperaturi od 20^OS.