手机中镍铬电池的充放电原理

镍镉电池镍镉电池（Ni-Cd，-，Ni-Cd）是最早用于手机、超高科技设备等的一种电池，大电流放电特性好，抗过充放电能力强，维护简单。一般放电采用下列反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2。充电时反应相反。镍镉电池最致命的缺点是，在充放电过程中如果处理不当，会产生严重的“记忆效应”，大大缩短使用寿命。所谓“记忆效应”就是电池电量没有完全放完就充电，这样就会导致电池容量随着时间推移而下降。在电池充放电过程中（放电更明显），电池极板上会产生一些小气泡，时间一长，这些气泡就减少了电池极板的面积，间接影响电池容量。当然，我们可以通过掌握合理的充放电方法来减少“记忆效应”，另外，镉具有毒性，所以镍镉电池不利于生态环境的保护，由于诸多的缺点，镍镉电池已经基本被淘汰出数码设备电池的应用范围。

原理分析

充电示意图显示负极处的镉（Cd）和氢氧化钠（NaOH）中的氢氧离子（OH-）结合生成氢氧化镉，氢氧化镉附着在阳极上并释放出电子。电子沿着导线移动到阴极，与阴极的二氧化镍和氢氧化钠溶液中的水发生反应，生成氢氧化镍和氢氧离子。氢氧化镍会附着在阳极上，而氢氧离子会回到氢氧化钠溶液中，因此氢氧化钠溶液的浓度不会随时间推移而降低。放电反应：负极反应：Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e- 正极反应：2e-+NiO2+2H2O→Ni(OH)2+2OH- 整体反应：Cd+NiO2+2H2O→Cd(OH)2+Ni(OH)2 充电反应：正极反应：Ni(OH)2+2OH-→2e-+NiO2+2H2O 负极反应：Cd(OH)2+2e-→Cd+2OH- 整体反应：Cd(OH)2+Ni(OH)2→Cd+NiO2+2H2O 镍镉电池正极板上的活性物质是由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参与化学反应，主要作用是增强导电性，负极板上的活性物质是由氧化镉粉和氧化铁粉组成氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，防止团聚，提高极板的容量。将活性物质包裹在穿孔钢带内，压制成型，就构成了电池的正极板和负极板，极板之间用耐碱硬橡胶绝缘棒或穿孔聚氯乙烯波纹板隔开。电解液通常为氢氧化钾溶液。与其它电池相比，NiCd电池的自放电率(即电池不使用时失去电量的速度)适中。NiCd电池在使用过程中，若未完全放电后再充电，则下次放电时不能将全部电量放完。例如，放完80%的电量后再完全充电，电池就只能放出80%的电量，这就是所谓的记忆效应。当然，经过几次完整的放电/充电循环，NiCd电池就会恢复正常工作。由于镍镉电池具有记忆效应，如果未完全放电，则应将每个电池放电至 1V 以下后再充电。[1]

收费

NiCd 电池充电范围从 0.05C 到大于 1C。一些低成本充电器采用绝对温度终止充电。这种充电终止方法虽然简单且成本低廉，但并不准确。更好的方法是通过检测电池充满电时的电压降来终止充电。对于以 0.5C 或更高速度充电的 NiCd 电池，-ΔV 方法最有效。-ΔV 充电终止检测应与电池温度检测相结合，因为老化的电池和不匹配的电池可能会降低 ΔV。通过检测温升率 (dT/dt) 可以实现更准确的满充电检测，这对电池来说比固定温度终止更好。基于 ΔT/dt 和 -ΔV 组合的充电终止方法可以避免电池过度充电并延长电池寿命。快速充电 NiCd 电池可以提高充电效率。在 1C 的充电速率下，效率可以接近 1.1（91%），而充满空电池的时间略大于 1 小时。当以 0.1C 充电时，效率会下降到 1.4（71%），充电时间约为 14 小时。由于 NiCd 电池接受近 100% 的电量，因此在充电的前 70% 期间，几乎所有的能量都被吸收，电池保持冷却状态。超快速充电器利用这一特性，在几分钟内将电池充电至 70%，以几 C 的电流充电而不会产生热量。充电至 70% 后，电池继续以较低的速率充电，直至充满。最后，以 0.02C 至 0.1C 的涓流结束充电。