Mga baterya o baterya ng nickel-cadmium

Ang mga bateryang nickel-cadmium ay pangalawang pinagmumulan ng enerhiyang elektrikal na naimbento ni Waldmar Jungner. Noong huling bahagi ng ika-19 na siglo sa Sweden, ang aparato ay binubuo ng isang pabahay, dalawang electrodes—anode at cathode—isang separator, at isang electrolyte. Naiiba ito sa ibang mga baterya sa materyal na ginamit sa paggawa ng mga electrodes at sa electrolyte solution. Ang mga pagkakaibang ito ay may malaking epekto sa mga teknikal na katangian ng baterya.

Disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo

Ang mga bateryang nickel-cadmium (NiCd) ay gumagana sa prinsipyo ng pag-convert ng enerhiyang kemikal sa enerhiyang elektrikal sa pamamagitan ng nababaligtad na mga reaksyon ng nickel hydroxide (NiOOH), cadmium (Cd), tubig (H₂O). Bilang resulta, nabubuo ang nickel hydroxide na Ni(OH)2.₂ at Cd(OH)₂, lumilitaw EMF.

Mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa isang baterya:

Habang nagcha-charge: 2Ni(OH)₂+ Cd(OH)₂ → 2NiOOH + Cd + 2H₂O

Habang naglalabas: 2NiOOH + Cd + 2H₂O → 2Ni(OH)₂+ Cd(OH)₂

Ang mga bateryang nickel-cadmium ay ginagawa sa isang siksik na lalagyang metal, kung saan ang mga electrode ng nickel at cadmium ay pinaghihiwalay ng isang separator, at isang alkaline solution (potassium hydroxide) ang nagsisilbing electrolyte. Ang anode ay isang foil o steel wire mesh na binalutan ng pinaghalong nickel hydroxide at isang conductive material. Ang cathode ay isa ring steel mesh o foil, kung saan ang cadmium spongy metal ay nakadikit sa mga cell.

Mga Uri

Mga bateryang nickel-cadmium ayon sa kanilang anyo, sila ay:

1. Mga cylindrical - nakatanggap sila ng pangalawang pangalan - "mga bangko".
2. Patag - disc o "tableta"

Ang saklaw ng laki ng silindro ay binubuo ng ilang pangunahing pamantayang uri:

Pagtatalaga	Diyametro, mm	Haba, mm	Timbang, gramo
Isang	17	50	32
AA	14.2	50	21
AAA	10.5	44.5	10
1/2 SC	23	26	30
SC (sub C)	23	43	52
C	26	46	72
D	33	58	105-145
F	33	91	231
SF (sobrang F)	41.4	89.1	393

 

Ang mga baterya ng disc o "mga tablet" ay medyo popular sa mga bansang dating USSRAng mga modernong cadmium analogue ng mga "tablet" ng Sobyet ay ginagamit sa mga relo, mga flash ng larawan, mga pantulong sa pandinig, mga kamera, mga flashlight.

Mga Katangian

1. Ang nominal na boltahe ng isang elemento ay 1.2 V.
2. Saklaw ng temperatura ng pagpapatakbo: mula +40 hanggang -50^OKASAMA.
3. Ang posibilidad ng buong charge-discharge ay mula 100 hanggang 1000, ang mga modernong pinahusay na modelo ay umaabot sa 2000 na cycle.
4. Ang antas ng self-discharge ay humigit-kumulang 10% kada buwan.

Mga Kalamangan

Ang mga bateryang nickel-cadmium ay may ilang mga bentahe kumpara sa iba:

• Posibilidad ng operasyon sa mga temperaturang sub-zero.
• Mabilis na bilis ng pag-charge at mabagal na pagdiskarga ng baterya.
• Operasyon sa ilalim ng matinding mga kondisyong pang-industriya (paglaban sa pagkabigla, pagtama, mataas na karga, pagtaas ng alikabok, temperaturang sub-zero).
• Maramihang cycle ng pag-charge-discharge – 1000 o higit pa.
• Mahabang buhay ng serbisyo - hanggang 10 taon.
• Mahabang buhay sa istante, kahit na walang karga – mga 5 taon.
• Medyo mababa ang gastos.

Mga Kakulangan

Ang mga kawalan ay kinabibilangan ng:

• Ang memory effect ay ang pagkawala ng kapasidad kapag nagcha-charge ng isang cadmium battery na hindi pa ganap na nadidiskarga.
• Ang toxicity ng mga panloob na nilalaman ay nangangahulugan na dapat sundin ang mga regulasyon sa kaligtasan sa kapaligiran habang itinatapon.
• Pag-discharge nang mag-isa - pagkatapos ng isang taon ng pag-iimbak, ang isang ganap na na-charge na nickel-cadmium na baterya ay ganap na madidischarge.
• Ang proseso ng pagbawi ng baterya pagkatapos ng pangmatagalang imbakan ay tumatagal ng ilang buong cycle ng pag-charge-discharge.
• Ang mababang boltahe ng isang cell ay 1.2 V. Upang mapataas ang output voltage ng baterya, maraming cell ang pinagdudugtong nang serye.

Aplikasyon

Mga baterya ng kadmyum, Dahil sa kanilang mga katangian, ginagamit ang mga ito sa mga aparato na may mataas na kasalukuyang pagkonsumo at mataas na operating load:

• Transportasyon sa ilog at dagat.
• Transportasyong panghimpapawid - mga eroplano, helikopter.
• Transportasyong de-kuryente sa lupa - mga tram, trolleybus.
• Mga kagamitang militar.
• Produksyong pang-industriya - mga de-kuryenteng sasakyan.
• Mga kagamitang de-kuryente - mga drill, mga distornilyador.
• Mga kagamitan sa bahay - mga electric razor, flashlight.
• Inhinyeriya ng radyo – mga portable na intercom, mga laruang kontrolado ng radyo.

Mga konklusyon, rekomendasyon

• Ang mga bateryang Ni-CD ay hindi umiinit habang ginagamit dahil ang mga reaksiyong kemikal sa loob ay endothermic, ibig sabihin ay nasisipsip ang nalilikhang init. Binabawasan ng katangiang ito ang panganib ng sobrang pag-init at pinapahaba ang buhay ng kanilang serbisyo.
• Ang pagkakaroon ng isang masikip at selyadong pambalot, na may kakayahang makatiis ng mga agresibong panlabas na impluwensya (mga pagbabago sa temperatura at presyon, pagkasira ng kemikal), ay ginagawang lumalaban ang mga baterya ng nickel-cadmium sa kusang pagkasunog.
• Sa mga pang-industriyang halaman, ang mga baterya ng cadmium ay patuloy na nagsisilbi nang maaasahan sa loob ng 10-20 taon, sa kabila ng mga bagong modernong analogue, at samakatuwid ay hindi nangangailangan ng kapalit.

Upang mapalawig ang buhay ng mga bateryang nickel-cadmium, kailangan nilang i-charge nang tama:

• Para sa mataas na kalidad na pag-charge, kailangan mong gumamit ng mga espesyal na charger (ZU).
• Hindi inirerekomenda na mag-charge ng baterya na hindi pa ganap na na-discharge - magkakaroon ng crystallization, bababa ang surface area ng substance, at ang kapasidad.
• Ang patuloy na pag-recharge - na nagreresulta mula sa sobrang pag-init at pagbaba ng dami ng tubig sa electrolyte - ay hahantong sa pagkasira ng mga electrodes at separator.
• Ang undercharging ay makakabawas sa buhay ng bateryang NiCd.
• Upang maalis ang "memory effect", dapat ibalik ang kapasidad ng baterya sa pamamagitan ng pagsasagawa ng ilang charge-discharge cycles.
• Ang proseso ng pag-charge ay pinakamahusay na isinasagawa sa temperaturang 20^OKASAMA.