镍镉电池达到密封的方法

镍镉电池达到密封的方法

镍镉电池如何实现密封

1、设计负极容量超过正极容量。

负极中始终存在未充电的活性物质，即电池容量由正极容量决定。 正负极活性物质的容量比一般控制在：负极容量/正极容量=（1.3--2.0）/1。 负极含有过量的未带电的活性材料，因此在负极充足之前，正极上就开始产生氧气。 由于氧气可以与负极的活性物质发生反应，因此负极永远无法充满电，因此氢气无法从负极中释放出来。 这种多余的负极材料分为两部分：充电储备材料[以Cd(OH)2的形式存在。过充电时，负极中的电荷储备材料被还原为金属镉，镉与氧发生反应过充电时正极产生Cd(OH)2。 当正极产生氧气的速率等于氧与镉反应的速率时，这样负极就不会被进一步填充。 此时，负极的电位几乎保持不变，负极上不会产生氢气。 ] 并排放储备物质（以金属镉的形式）；

一般来说，在密封镍镉电池中，正极产生的氧气有两种消耗途径：

镉通过化学反应被氧化：1/2O2+Cd+H2O→Cd(OH)2

借助电化学还原：1/2O2+H2O+2e→2OH-

电化学还原几乎与镉的存在无关，并且当使用烧结基材时，反应在金属镍上更容易进行。 研究表明，大约 73% 的氧气是通过电化学还原消耗的。

2、控制电解液用量

电解液的用量一般小于电极和隔膜能够吸收的电解液的量，以利于氧气从正极扩散到负极。

3.使用微孔分离器

除了一般电池对隔膜的要求外，还要求隔膜尽可能薄，透气性好，孔径尽可能小，以满足氧气快速扩散的需要（尼龙毡、纤维素毡、聚乙烯毡） ，氯乙烯-丙烯共级毡）。

4、负极采用细极片

5、进行反接保护

组合电池的容量取决于容量较低的电池。 因此，当容量最小的单体电池放电时，整个电池组仍在放电。 这时容量最小的电池就被迫“过放”。 这导致反极性充电状态。 第一阶段是正常放电，直至电池电压降至0V。 此时正极容量已经放电完毕，由于负极容量过剩，仍有未放电的活性物质。 第二阶段电池电压急剧下降至-0.4V。 此时负极继续进行氧化反应（正常放电），而正极则发生水的还原反应，产生氢气：

负极：Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e

正极：2H2O+2e→H2↑+2OH-

此时负极容量已放电，负极电位急剧变正，电池电压降至-1.52~-1.6V。 此时，在第三阶段，正极释放氢气，负极释放氧气：

负极：4OH-→O2↑+2H2O+4e

必须指出的是，电池过充电时，正极产生氧气，负极产生氢气； 强制放电（也称为反向充电）时，正极产生氢气，负极产生氧气。 一旦电池反极性充电，电池内压就会急剧上升，引起爆炸。 氧气和氢气更容易引起爆炸。 为此，除了严格禁止过放电外，还必须采取对极保护措施，即在正极中添加对极材料Cd(OH) 2 。 正常放电时，正极中的Cd(OH)2不参与反应。 一旦电池过放电，正极中的Cd(OH)2立即发生阴极还原：

Cd(OH)2+2e→Cd+2OH-

它代替了正极上水的还原，防止了氢气的产生。 同时，还原产生的Cd可以与负极放电产生的氧气建立镉-氧循环。

6、使用密封圈