镉镍碱性蓄电池讲义

镉镍蓄电池课件xx年xx月xx日•镉镍蓄电池概述•镉镍蓄电池的构造与原理•镉镍蓄电池的性能指标与测试•镉镍蓄电池的应用领域与市场前景目•镉镍蓄电池的安全使用与维护保养•镉镍蓄电池的发展趋势与挑战录01镉镍蓄电池概述镉镍蓄电池是一种二次电池，它是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等组成的。

镉镍蓄电池的正极材料是氢氧化镍，负极材料是海绵状镉，电解质是氢氧化钾溶液。

镉镍蓄电池的定义镉镍蓄电池的特点镉镍蓄电池具有较高的能量密度，这意味着在相同的重量下，它可以存储更多的电能。

高能量密度长寿命环保安全镉镍蓄电池的寿命较长，可以满足各种应用的需求。

镉镍蓄电池中的镉和镍都是环保的，不会对环境造成太大的污染。

镉镍蓄电池的安全性较高，不会因为过充、过放或短路等操作而产生危险。

镉镍蓄电池的发展历程镉镍蓄电池开始出现，并逐渐被应用于各种领域。

20世纪初随着电动汽车的兴起，镉镍蓄电池开始被广泛应用于汽车领域。

20世纪60年代随着电子技术的发展，镉镍蓄电池开始被广泛应用于各种电子设备中。

20世纪80年代随着环保意识的提高，镉镍蓄电池开始被广泛应用于绿色能源领域。

21世纪初02镉镍蓄电池的构造与原理由氧化镍粉、氢氧化镍、活性炭和凝胶剂等材料混合制成。

正极由镉粉、氢氧化镍、炭黑和凝胶剂等材料混合制成。

负极通常由聚乙烯或聚丙烯制成，用于隔离正负极，防止短路。

隔膜通常由镍合金或不锈钢制成，用于容纳正负极和电解液。

电池外壳镉镍蓄电池的内部结构在充电时，正极材料中的氧化镍被还原成金属镍，同时释放出电子，通过导线传输到正极。

在负极上，镉粉被氧化成镉离子，同时吸收电子，也通过导线传输到负极。

此时，正负极之间产生电势差，这个电势差是电池储存电能的原因。

放电过程在放电时，正负极上的电子通过导线释放出来，供给外部电路使用。

同时，正极和负极上的金属镍和镉离子分别还原成金属单质，附着在电极表面。

这个过程就是电池放电的过程。

充电过程镉镍蓄电池的工作原理VS镉镍蓄电池的材料要求要求具有高电导率、良好的化学稳定性和耐腐蚀性。

附录6-9GNZ120-(4)型中倍率碱性免维护蓄电池GNZ120-(4)中倍率碱性免维护蓄电池本产品是镉镍碱性蓄电池系列中的袋式电池，具有适用温度范围宽，自放电小，耐过充过放电性能好，机械强度高，使用维护简便，循环寿命长，使用成本低等特点，广泛应用于电器、电讯、照明、UPS系统及电力系统作直流备用及直流操作电源。

1 结构蓄电池由镍正极组和镉负极组，以隔板隔离，牢固装配工程塑料外壳内。

蓄电池组由单体蓄电池串联安装在组合框内而成。

2 安装使用与维护2.1 检查该蓄电池是以充电态带电解液出厂，使用前应开箱检查蓄电池外壳在运输过程中有无损伤、蓄电池的电解液液面高度是否合适、蓄电池外部金属件是否有锈蚀、螺母是否松动、蓄电池数量和配件数量是否正确、包装箱中是否装有使用说明书等相关事项。

如果金属零件有锈蚀可以用去污粉擦净，并补涂凡士林油。

如果蓄电池的电解液液面离最高液面线的距离超过15mm，则应向蓄电池补加蒸馏水使电解液液面至最高液面线后再投入使用。

2.2 蓄电池的连接如蓄电池的搁置时间不长（不超过6个月），可以直接装车使用；如蓄电池的搁置时间较长（超过6个月），则应按照补充电方法对蓄电池进行补充电后再投入使用。

将蓄电池用配备的跨接板或连接条（片）串联起来。

检查正、负极连接正确无误后再拧紧极柱螺母（严禁虚接、松动），同时螺母要求拧正以免损坏极柱螺纹。

在连接过程中严禁金属零件掉落等引起蓄电池组短路。

2.3蓄电池在强烈振动工作场合下运行时，应定期检查紧固件拧紧程度。

2.4蓄电池若连续在高温或浮充电压高的情况下工作，电解液中水的消耗速度就会加快，维护周期就会缩短。

当发现个别蓄电池的电解液液面在最高液面线与最低液面线之间的中下部时应及时向该蓄电池补加蒸馏水，调整蓄电池的电解液液面至最高液面线，以保证蓄电池安全可靠地工作。

2.5蓄电池（组）上严禁放置导电体及其它杂物，以避免蓄电池（组）短路而发生危险。

2.6蓄电池应保持清洁，安装场所应通风、干燥，严禁与酸性电池同室安装，并严禁烟火。

镉镍蓄电池工作原理
镉镍蓄电池是一种可充电电池，其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 充电：当外部直流电源连接到蓄电池时，正极的氢氧化镉（Cd(OH)2）会被还原成金属镉（Cd），同时负极的氢氧化镍（Ni(OH)2）会被氧化成氢氧化镍（NiOOH）。

2. 放电：当需要使用电能时，蓄电池会被连接到负荷电路，正负极之间产生电流。

在放电过程中，金属镉正极的镉被氧化成氢氧化镉，而氢氧化镍负极的氢氧化镍会被还原成氢氧化镍。

3. 反应：在充放电过程中，氢氧化镍和氢氧化镉之间的离子交换反应是主要的电化学反应。

在放电过程中，氢氧化镉负极释放氢离子（H+）到电解质中，同时氧化镍正极吸收电解质中的氢离子，并产生水。

在充电过程中，这些反应逆转，氢氧化镉正极吸收氢离子，氧化镍负极释放氢离子。

4. 电解质：电解质通常是氢氧化钠（NaOH）溶液，它提供了离子传输的媒介，同时参与了反应过程中的离子交换。

通过反复的充放电过程，镉镍蓄电池能够实现电能的储存与释放，以满足电力需求。

中德财政合作青海太阳能项目电站管理人员培训教材镉镍袋式碱性蓄电池原理与维护青海省光明工程有限公司2005年8月一、电池的分类：电池的种类及其分类方法比较多，通常按电池的工作性质，电解质以及电极材料来进行分类。

但也存在着一定的局限性，不能反映电池的全貌，目前主要分为四类。

1、原电池，也称一次电池。

其活性物质用尽后不能用充电的方法使之恢复，只能废弃。

如二氧化锰电池，锌—氧化汞电池等等。

电液不流动的电池称“干电池”。

2、蓄电池，也称二次电池。

其活性物质消耗尽后可利用充电方法使之恢复，因此电池得以再生。

电池内部反应自发发生并向电池外部用电设备输出电流的过程称之放电。

反之，向电池内输入电能即有与放电电流方向相反的电流通过电池，电池内部发生与放电反应相反的反应。

此过程为充电。

二次电池为电能贮存装置，故称蓄电池。

3、贮备电池。

电池的某一重要组成与电池其他组成分开，这时自放电排除，故电池可长期保存，通常是电解质被隔离，使用前迅速加入电解液，电池即放电。

4、燃料电池，将燃料（氧气、甲醇等）和氧化剂分别作为电池两极的活性物质保存在电池主体之外。

当反应物连续通入电池体时，即可连续放电。

二、镉镍袋式碱性蓄电池的基本构造1、一般结构：主要部件有正、负极板、隔膜、电解液、电池壳，另还有一些零件，如端子、连接条等。

2、镉镍袋式碱性蓄电池的结构、特点镉镍袋式蓄电池具有优良的电性能、寿命长、结构坚固、耐过充过放电、自放电小、可靠性高、维护方便，并用不同极板结构来适应不同倍率电流的放电。

可在-40℃—60℃环境下使用，并且有良好的荷电保持能力。

可以在任何条件下长期贮存而无损坏。

（1）极板：正负极是由正、负极性活性物质包在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里。

（2）外壳：一般为塑料或镀镍钢外壳。

（3）隔板：通常是塑料栅或镀镍栅。

（4）电解液：以氢氧化钾为主体的水溶液，比重1.20（20℃时）。

三、镉镍袋式碱性蓄电池工作原理1、电池特性袋式极板的基本原理是把粉末状的活性物质包在一个封闭的扁平穿孔钢带袋里，并把这些袋叠放在一起制成电极。

镍镉蓄电池的工作原理及特性镍镉蓄电池为碱性蓄电池，它具有机械强度高、循环寿命长、耐过充电及过放电、自放电小和比能量大等优点。

缺点是材料利用率低、价格昂贵、长期充放循环有记忆效应等。

1、镍镉蓄电池的结构镍镉蓄电池主要由正负极板组、隔离物、电解液和容器组成。

2、镍镉蓄电池的工作原理镍镉蓄电池的正极活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参与化学反应，它的主要作用是增强导电性。

负极活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成。

电解液为氢氧化成钠（ＮａＯＨ）或者是氢氧化钾（ＫＯＨ）水溶液，环境温度较高时，用１５℃时密度为１．１７～１．１９ｋｇ／Ｌ的氢氧化钠溶液；环境温度较低时，用１５℃时密度为１．１９～１．２１ｋｇ／Ｌ的氢氧化钾溶液。

隔膜采用耐碱的硬橡胶绝缘棍、多孔的聚氯乙烯瓦楞板和尼龙等，作用是防止正、负极板相碰。

充、放电的化学反应式为从化学反应式可以看出，放电后，正极活性物质为氢氧化亚镍Ｎ，负极活性物质为氢氧化镉Ｃｄ（ＯＨ）２。

充电后正极活ｉ（ＯＨ）２性物质为氢氧化镍ＮｉＯＯＨ，负极活性物质为金属镉Ｃｄ。

电解液不直接参与反应，只起导电作用。

此外，充电过程中由水分子生成，放电过程中由水分子消耗，在充放电过程中电解液的密度只有微小变化，所以不能用电解液密度来判断电池的充放电程度。

充放电程度通常应根据蓄电池的端电压来判断。

3、镍镉蓄电池的主要特性（1）充电特性曲线镍镉蓄电池采用标准充电率（４小时率）充电时，充电特性曲线如下图中曲线１所示。

▲镍镉蓄电池充放电特性曲线充电过程中，蓄电池端电压的变化可分为两个阶段：第一阶段，蓄电池的端电压从１．４５Ｖ缓慢上升到１．５Ｖ；第二阶段，蓄电池的端电压迅速上升到１．７５～１．８Ｖ，并稳定下来。

因此，把１．７５～１．８Ｖ规定为镍镉蓄电池的充电结束电压。

（2）放电特性曲线镍镉蓄电池以标准放电率（８小时率）放电时，放电特性曲线如上图中曲线２所示。

放电过程中，蓄电池的平均工作电压为１．２Ｖ，端电压下降到１．１Ｖ时应停止放电，否则，端电压迅速下降，造成深度放电。

船用镉镍蓄电池船用镉镍蓄电池是一种常用于船舶上的蓄电池，其具有高能量密度、长寿命和良好的低温性能等优点。

本文将从船用镉镍蓄电池的工作原理、结构特点、应用领域以及发展趋势等方面进行介绍。

一、工作原理船用镉镍蓄电池是一种化学反应式电池，其正极为镉氢化物（CdH2），负极为镍氢化物（NiH2），电解液为氢氧化钠（NaOH）溶液。

当外部电路闭合时，正极的镍氢化物会释放出氢离子（H+），而负极的镉氢化物会吸收氢离子，形成氢气（H2）。

在这个过程中，释放和吸收氢离子的反应使得电池两极产生电势差，从而驱动电流在外部电路中流动。

二、结构特点船用镉镍蓄电池通常采用密封式结构，以防止电解液的泄漏。

它由正极、负极、电解液、隔膜和外壳等组成。

正极和负极通常采用金属网或金属板，以增加表面积和电极活性物质的接触面积，从而提高电池的放电性能。

电解液是通过隔膜与正负极隔开的，以防止正负极之间的直接接触。

外壳通常由防腐蚀材料制成，以保护电池内部结构不受外界环境的影响。

三、应用领域船用镉镍蓄电池广泛应用于船舶的起动、照明和电力供应等方面。

由于其具有高能量密度和长寿命的特点，适用于需要大容量电能储备和长时间工作的船舶。

船用镉镍蓄电池还可以作为备用电源，用于船舶遇到紧急情况或主电源故障时的应急电力供应。

四、发展趋势随着科学技术的不断进步，船用镉镍蓄电池也在不断发展。

目前，研究人员正在探索新型材料和结构设计，以提高电池的能量密度和循环寿命。

同时，随着环保意识的增强，研究人员也在努力寻找替代品，以减少或消除镉等有害物质对环境的污染。

未来，船用镉镍蓄电池有望实现更高能量密度、更长寿命和更环保的性能。

总结：船用镉镍蓄电池是一种在船舶上广泛应用的蓄电池，具有高能量密度、长寿命和良好的低温性能等优点。

它的工作原理是通过正负极的化学反应释放和吸收氢离子，产生电势差。

船用镉镍蓄电池的结构特点包括正负极、电解液、隔膜和外壳等组成。

它广泛应用于船舶的起动、照明和电力供应等方面。

镍镉/镍氢电池的原理及充电方法作者：镍镉/镍氢电池的发展1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 发明了用于电动车的镍铁电池。

遗憾的是，由于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。

后来，Jungner的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。

其中最重要的改进是在1932年，科学家在镍电池中开始使用了活性物质。

他们将活性物质放入多孔的镍极板中，然后再将镍极板装入金属壳内。

镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947年密封型镍镉电池研制成功。

在这种电池中，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。

密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应用范围大大增加。

密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。

随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。

70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染问题。

它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。

近年来，镍氢电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。

镍氢电池刚问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢电池。

1992年，日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。

目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。

蓄电池参数蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。

电池的容量通常用Ah(安时)表示，1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。

单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。