中国科技期刊数据库 行业B 2015年20期99 镍镉电池常见故障及爆炸原因分析 雷炜 北京飞机维修工程有限公司成都分公司，四川 成都 摘要：本文广泛查找镍镉电池的相关资料，对镍镉电池的性能、优点、常见故障及爆炸原因进行分析、整理和汇编，为我们今后的维护和排除故障提供有益的经验。 关键词：镍镉电池；充电器；爆炸原因 中图分类号：R13 文献标识码：A 文章号：1671-5802(2015)20-0099-02 1 引言 镍镉电池(Ni-Cd、-、Ni-Cd)是最早用于手机、超高科技设备等的一类电池，具有大电流放电特性好，抗过充放电能力强，维护简单等特点。 目前民航飞机应急照明也采用此种电池，笔者所在单位从事该类电池的维修工作，为了工作方便，现将其总结整理成本文，为以后的同仁提供更多的参考资料。2 引言镍镉电池是应用最广泛的碱性电池，规格种类很多，容量范围也很广。2.1 充放电化学方程式Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2从左到右为放电；从右到左为充电镍镉电池的优点：(1)镍镉电池寿命长。
在正常情况下，镍镉电池的循环寿命可达2000次以上，约8-25年甚至更长。对于固定备用电源则为15-25年。（2）镍镉电池可靠性高。该类电池结构坚固；电解液不腐蚀电极及其他电池元件；电池可经受反极性或过充电等滥用；电池在任何电荷状态下均可长期存放。（3）镍镉电池维护方便，不需要更换电解液。2.2镍镉电池的存放寿命：镍镉电池在存放过程中会出现容量衰减。存放温度和电池设计特性会影响自放电率。镍镉电池可在充电或放电状态下存放。除非在高温下长期存放，否则电池在存放后通过充电（2-3个充电周期）即可恢复其全部容量。 图1 镍/镉电池容量保持率 图2 镍/镉电池容量恢复率 储存温度20℃；储存温度35℃；储存温度40℃ 3 镍镉电池常见故障 3.1 漏液原因：外壳、气塞胶圈、极柱、盖板密封工艺质量不良。 影响：局部影响-碱蠕变、碱雾；影响上级-输出电压降低；最终影响-大电流性能降低。 补偿措施：加强定期维护检查，注意表面异常痕迹和现象。 3.2 断路原因：极耳与极片焊接处脱落；极耳断裂；十字极片断裂；连接件失效。 影响：局部影响-内部断路；影响上级-无法工作；最终影响-电池组故障，不供电。
补偿措施：加强电池检查，注意焊接点、关键位置是否松动。3.3短路原因：隔膜损坏；人为极片短路影响：局部影响-内部短路；影响上级-电压输出下降；最终影响-不能正常工作。补偿措施：加强定期维护检查，严格操作。3.4电气性能下降原因：工作温度过高/过低；过充/过放电；大电流充放电；极片性能下降影响：局部影响-电池性能下降；影响上级-电压输出下降；最终影响-大电流性能下降，不能正常工作。补偿措施：控制使用温度，严格控制充放电，严格遵守操作规程。3.5热失控原因：短路；大电流充放电影响：局部影响-电池烧坏；影响上级-不能工作；最终影响-不供电。补偿措施：加强装配规程培训；控制使用温度；定期检查维护。 4 镍镉电池爆炸原因分析 4.1 使用原因 在电池的维护和使用过程中，由于操作人员素质参差不齐，维护和使用不当，可能造成电池漏液、鼓胀、爆炸等现象。不正确的使用方法有： 4.1.1 电池的过充/过放 采用快速充电方式对电池进行充电时，充电电流通常为正常充电电流的十几倍，有时甚至几十倍。电池在充满电后，其内部温度、压力会迅速上升，如不及时停止充电，将对电池的寿命造成很大的影响，有时还会造成电池爆炸。
如果电池工作时负载阻抗过小，会造成电池过放电，电池内部温度升高，氢气释放过多，也会引起电池爆炸。这种情况下电池温升的机理是：在电池充电结束时，有一个循环过程，镍正极伴生的氧被镉负极吸收结合。在这个过程中，镉在被氧化为氢氧化镉[2Cd+O2+H2O->2Cd(OH)2+1114.2kJ]的同时，也放出热量，导致电池本身的温度升高。从这个角度看，随着正极材料中伴生氧的转化量增多、速度加快，镉氧化为氢氧化镉的量也增多、速度加快，电池温度升高得越来越高、越来越快。（转第101页）