镍镉电池技术概述

镍镉电池技术概述

镍镉、镍镉或 NiCd 电池是第一种可用于便携式电子设备的可充电电池。

铅酸电池已经存在多年，但它们主要用于汽车电池。镍镉电池可轻松用作许多标准原电池的直接替代品，其使用正在迅速普及。

由于镍镉电池中含有镉，如今镍镉电池的使用并不广泛。电池或电池芯需要通过正确的途径处理，因为镉是有害物质，如果在垃圾填埋场发现，最终会渗入地下。

如今，镍镉电池的供应量非常少，但它们确实填补了当时其他电池无法满足的市场空白。有时，旧款镍镉电池仍有存货，甚至可能还在使用中。

镍镉与镍镉

缩写“NiCd”通常用于描述镍镉电池。缩写“NiCad”也被广泛使用。

NiCad 缩写是电池和电源制造商 SAFT 的注册商标。因此，NiCad 缩写不应泛指镍镉电池，而应仅指 SAFT 生产的电池。

因此，缩写 NiCd 是常见镍镉电池和电池组的公认通用缩写。

镍镉基础知识

镍镉或镍镉电池几乎可以直接替代锌碳或碱性原电池。它们通常能够比这些电池储存更少的电量，但具有可充电的明显优势。这意味着虽然初始购买成本高于同等原电池，但经过几次充电/放电循环后可以实现节省。

镍镉电池的标称电池电压为 1.2V。在大部分放电周期内，该电池的电压都能保持良好，只有在大部分电量用完后电压才会下降。与同等的锌碳原电池相比，该电池的输出电压保持得更好，锌碳原电池的电压在电池的整个使用寿命内都会稳步下降。虽然平坦的曲线显示了电池具有非常稳定的输出电压的优势，但这确实意味着，当电池接近放电周期结束时，输出电压会迅速下降，通常不会向用户发出警告。

镍镉电池的内阻非常低。一块新的优质碱性电池的内阻可能约为 300 毫欧。当放电 20% 时，该数字可能上升到 900 毫欧左右，而当几乎完全放电时，该数字可能上升到几欧姆。镍镉电池的内阻要低得多，而且在大多数情况下，任何内阻都可以忽略不计，因为它只有几毫欧，具体取决于电池的确切类型和制造商。这确实意味着电池能够承受非常高的电流，尤其是在电池意外短路的情况下。鉴于此，必须小心确保不会发生这种情况，因为会产生大量热量。

镍镉结构

镍镉和镍镉电池由四种主要元素组成：

阳极：由镀镉网格组成。

阴极：镍镉电池的阴极电极是镀镍的栅网。

隔膜：隔膜用于确保阳极和阴极之间不会发生物理接触，从而避免造成短路。

电解质：电解质用于在阳极和阴极之间传输离子和电荷载体。电解质可以是氢氧化钾、KOH 或氢氧化钠。氢氧化钾是更好的电导体，但氢氧化钠的泄漏不多。

在放电状态下，正极活性物质由氢氧化镍 (Ni(OH)2) 组成，负极活性物质为氢氧化镉。在充电过程中，它们会转化为 NiO OH 和镉以及一些水。虽然隔膜不参与反应，但它用于在板之间进行绝缘。还需要电解质。为此使用氢氧化钾。它不参与反应，但使电子在两个板之间发生转移。

镍镉电池尺寸

镍镉电池有多种尺寸，而且通常可以为特定电子设备项目制造专用的镍镉电池组。不过，最流行的镍镉电池是标准电池或电池组尺寸的电池：AAA、AA、C 和 D 电池组。这些标准尺寸如下所示，但偶尔也会发现一些镍镉电池超出这些尺寸，因此很难装入标准插槽。

单位类型

直径

毫米

高的

毫米

AAA

10.5

44.5

AA

14.5

50.5

26.2

50.0

34.2

61.5

确保镍镉电池长久使用寿命的注意事项

有许多预防措施可以帮助延长镍镉电池的使用寿命。简短列表如下：

不要让电池短路，因为这样会产生很大的电流。这样会产生大量热量，非常危险。另外建议不要以极高的速率放电。

切勿以大于或等于正常充电电流的速率对电池进行过度充电。允许进行涓流充电。

切勿反向充电电池。当由多个电池串联而成的电池完全放电时，就会发生这种情况。由于某些电池的电量会比其他电池少，因此当整个电池放电时，某些电池会进入反向充电状态。

· 切勿将电池丢入火中。

电池在正常室温下工作效果最佳。高温和低温都会降低电池的效率。高温会对电池造成永久性损坏。

镍镉或镍镉电池已经使用多年。考虑到处理它们带来的环境问题，它们的使用几乎已经结束。然而几年前，镍镉电池非常多，以至于它们几乎是唯一的可充电电池或电子设备电池。