镍镉电池工作原理
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镍镉/镍氢电池的原理及充电方法一、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。
二、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......1.小时..。
单元电池内活性物质....1A..的电流下放电..通常用Ah(...安时..).表示,1Ah...就是能在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.............。
镍镉/镍氢电池的原理及充电方法镍镉/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。
日期:2009-06-26 11:03:04来源:未知作者:admin点击:475次镍镉/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。
镍镉电池工作原理镍镉电池是一种常见的可充电电池类型,广泛应用于各种便携式电子设备,如手持电话、笔记本电脑和移动设备。
了解镍镉电池的工作原理对于有效使用和维护电池具有重要意义。
本文将重点介绍镍镉电池的工作原理及其基本构造。
一、基本构造镍镉电池由正极(镍氢电极)、负极(镉电极)、电解质、隔膜和壳体组成。
镍氢电极由镍氢活性材料、镍集(连)体、导电剂和粘结剂组成。
镉电极由金属镉、镉集(连)体、导电剂和粘结剂组成。
二、电池的工作原理1. 放电过程当镍镉电池处于放电状态时,电解质中的OH-离子从负极(镉电极)向正极(镍氢电极)迁移。
同时,镍氢活性材料的NiOOH 与OH-离子反应,释放出电子和水。
电子通过外部负载流动,完成电池对外提供电能的过程。
镉电极反应方程:Cd + 2OH- -> Cd(OH)2 + 2e-镍氢电极反应方程:NiOOH + H2O + e- -> Ni(OH)2 + OH-2. 充电过程当镍镉电池处于充电状态时,电子从外部电源流向电池,通过外部电源施加的电压和环境温度的影响,电解质中的OH-离子从正极(镍氢电极)向负极(镉电极)迁移。
同时,镉电极上的金属镉与OH-离子反应形成金属镉和水,而镍氢电极则将电子和水还原为镍氢活性材料。
镉电极反应方程:Cd(OH)2 + 2e- -> Cd + 2OH-镍氢电极反应方程:Ni(OH)2 + OH- -> NiOOH + H2O + e-3. 超过充电和过放电超过充电和过放电是镍镉电池常见的问题,可能会影响电池寿命和性能。
超过充电是指在充电过程中,电池电压超过其标称电压,这会导致电化学反应过度,加剧正极中的氢气和负极中的氧气释放。
而过放电则是指在放电过程中,电池连续放电至电压低于其标准电压,导致电池容量衰减。
三、总结镍镉电池是一种可重复充电的电池类型,其工作原理基于镍氢和镉活性材料之间的化学反应。
在放电过程中,镍氢电极的NiOOH 与OH-反应释放出电子和水,负极的Cd与OH-反应形成Cd(OH)2。
镍镉电池反应式镍镉电池,又称为Ni-Cd电池,是一种常见的可充电电池。
它由镍阳极、镉阴极和碱性电解质组成。
在充放电过程中,镍和镉发生一系列的化学反应,从而产生电能。
镍镉电池的反应式主要包括充电反应和放电反应。
充电反应式为:Ni(OH)2 + Cd(OH)2 -> NiOOH + Cd + 2H2O在充电过程中,镍氢化物(Ni(OH)2)和镉氢化物(Cd(OH)2)被电力驱动分解为氧化镍(NiOOH)、镉(Cd)和水(H2O)。
这个过程是可逆的,因此镍镉电池可以反复充放电,以实现能量的储存和释放。
放电反应式为:NiOOH + Cd + 2H2O -> Ni(OH)2 + Cd(OH)2在放电过程中,氧化镍(NiOOH)、镉(Cd)和水(H2O)发生反应,生成镍氢化物(Ni(OH)2)、镉氢化物(Cd(OH)2)和水。
这个过程是非常快速的,同时伴随着电能的释放。
镍镉电池的充放电反应式充分说明了镍镉电池的工作原理。
在充电过程中,电流通过电池,将镍氢化物和镉氢化物分解,储存能量。
而在放电过程中,储存的能量被释放出来,产生电能。
镍镉电池具有许多优点。
首先,它具有很高的能量密度,可以储存大量的能量。
其次,镍镉电池具有长寿命,可以循环充放电数千次。
此外,镍镉电池的自放电率低,即使在长时间不使用的情况下,也能保持较长时间的电荷。
此外,镍镉电池还具有较低的内阻和较高的放电电压稳定性。
然而,镍镉电池也存在一些不足之处。
首先,镍镉电池含有有毒的镉金属,对环境和人体健康有一定的危害。
其次,镍镉电池的成本相对较高,不适合大规模应用。
此外,镍镉电池的容量会随着使用时间的增加而逐渐下降。
尽管如此,镍镉电池仍然广泛应用于各种领域,如移动通信设备、电动工具、无线电设备和应急照明等。
它的高能量密度和长寿命使其成为许多设备的理想电源选择。
镍镉电池的反应式揭示了它的工作原理。
在充电过程中,镍和镉发生化学反应,储存能量;而在放电过程中,储存的能量被释放出来,产生电能。
镉镍蓄电池的电化学反应方程式1. 镉镍蓄电池概述镉镍蓄电池,常见的名字就是NiCd电池。
这种电池在很多地方都能看到,比如老式的电动工具和一些紧急备用电源中。
它们的工作原理其实蛮有趣的,有点像在化学实验室里玩游戏一样。
1.1 电池的结构镉镍蓄电池主要由两个电极组成:一个是正极,另一个是负极。
正极是用镍氧化物做的,负极则用镉做的。
电池里还有电解液,通常是氢氧化钾溶液。
简单来说,正极和负极就像是两个小兵,在电池里互相较劲儿,争夺电流的主导权。
1.2 电池的工作原理当电池放电时,电流从负极流向正极,经过外部电路,供给设备使用。
电池里,镉和镍通过化学反应释放出电能。
充电时,电流的方向变了,这时候电池里的镉和镍就像是被唤醒的战士,准备再次战斗。
2. 电化学反应方程式镉镍蓄电池的电化学反应方程式是这个电池的“秘密武器”,它告诉我们电池是如何通过化学反应来储存和释放电能的。
2.1 放电反应在放电过程中,正极的镍氧化物和负极的镉会发生反应。
简单来说,镍氧化物会接受电子,镉则会释放电子。
这个过程可以用方程式来表示:[ text{2NiO(OH) + Cd + 2H}_2text{O} rightarrow text{2Ni(OH)}_2 + text{Cd(OH)}_2 ]。
这里,NiO(OH) 表示正极的镍氧化物,Cd 是负极的镉,Ni(OH)₂和 Cd(OH)₂则是反应后的产物。
2.2 充电反应充电时,电流的方向变了,电池里的反应也发生了逆转。
这个过程可以用以下方程式来表示:[ text{2Ni(OH)}_2 + text{Cd(OH)}_2 rightarrow text{2NiO(OH)} + text{Cd} +2text{H}_2text{O} ]。
充电过程就像是把电池里的能量“重新打包”,准备好下一次的使用。
3. 镉镍蓄电池的优缺点镉镍蓄电池有它的亮点,但也有一些小毛病,了解这些能帮助我们更好地使用它们。
镉镍蓄电池电解水的基本原理1. 电解水的定义与原理电解水是通过电流通过水溶液时,将水分解成氢气和氧气的过程。
水分子(H2O)在电解过程中被分解成氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-),而这些离子在电解过程中会被电流的作用分离出来。
电解水的原理是基于电解质溶液中的离子导电性。
当电解质溶液中添加了适当的电解质,如盐或酸,会产生离子,使电解质溶液能够导电。
当通过电解质溶液通入电流时,正极(阳极)会吸引阴离子(如氯离子Cl-),而负极(阴极)会吸引阳离子(如钠离子Na+)。
在电解质溶液中,水分子也会被电流分解成氧气和氢气。
2. 镉镍蓄电池的构造镉镍蓄电池,也称为镍镉电池,是一种可充电电池。
它由一个正极(镍氢电极)、一个负极(镉电极)和一个电解质溶液组成。
正极(镍氢电极)由镍氢化物(NiMH)构成,是电池中的氧化剂。
负极(镉电极)由金属镉构成,是电池中的还原剂。
电解质溶液通常是碱性的,如氢氧化钾(KOH)溶液。
3. 镉镍蓄电池的充放电过程镉镍蓄电池的充放电过程可以分为两个反应:充电反应和放电反应。
充电反应:1.正极(镍氢电极):在充电过程中,镍氢化物(NiMH)会被氢离子(H+)还原成镍金属(Ni)和水分子(H2O)。
Ni(OH)2 + H2O + e- -> Ni + 2OH- + H2O2.负极(镉电极):在充电过程中,金属镉(Cd)会被氧气(O2)氧化成氢氧化镉(Cd(OH)2)。
Cd + 2OH- -> Cd(OH)2 + 2e-3.电解质溶液:在充电过程中,氢氧化钾(KOH)溶液中的氢氧根离子(OH-)会被氧气和氢离子还原成水分子(H2O)。
2OH- -> H2O + O2 + 2e-放电反应:1.正极(镍氢电极):在放电过程中,镍金属(Ni)会被氢氧根离子(OH-)氧化成镍氢化物(NiMH)。
Ni + 2OH- + H2O -> Ni(OH)2 + H2O + 2e-2.负极(镉电极):在放电过程中,氢氧化镉(Cd(OH)2)会被氢离子(H+)还原成金属镉(Cd)。
镉金属氧化物电池-回复什么是镉金属氧化物电池?镉金属氧化物电池,也被称为镉镍电池或Nickel-Cadmium电池,是一种可充电电池。
它由镉和氢氧化镍两种金属作为电极材料,并在电池中以不同形式存在。
这种电池具有高能量密度和长寿命的特点,被广泛应用于各种便携式设备和工业设备中。
镉金属氧化物电池的工作原理是什么?在镉金属氧化物电池中,正极由氢氧化镍构成,负极由镉构成。
当电池处于充电状态时,外部电源会将电流通过电池,使氢氧化镍的结构发生变化,镍离子被还原为氢氧化镍的形式,并且负极的镉离子被氢氧化为镉。
这个过程是可逆的,允许电池进行多次充放电循环。
当电池处于放电状态时,氢氧化镍再次发生变化,被氧化为镍离子,腐蚀电解液中的氢离子并将其还原为氧气。
同时,负极上的镉离子被锌离子还原为纯镉。
这个过程释放出电子流,提供电池电能。
镉金属氧化物电池的优点和应用领域是什么?镉金属氧化物电池具有许多优点,是一种非常有用的电池技术。
首先,它具有高能量密度,这意味着它可以储存大量的能量,并在较长时间内提供功率输出。
其次,它具有良好的耐高温性能,适用于各种环境条件。
此外,镉金属氧化物电池的充放电循环寿命长,可重复使用多次。
最后,与其他一次性电池相比,镉金属氧化物电池对环境的污染较小,并且可以进行有效的回收和再利用。
镉金属氧化物电池广泛应用于各个领域。
它们被广泛应用于各种便携式电子设备,例如移动电话、笔记本电脑和数码相机等。
此外,它们也在工业领域中使用,作为紧急备用电源,以及在一些需要高能量密度的设备中,如航空航天和军事用途。
镉金属氧化物电池存在的问题和未来发展趋势是什么?尽管镉金属氧化物电池具有许多优点,但它们也存在一些问题。
首先,镉是一种有毒的金属,可能对环境和人类健康造成危害。
因此,正确的处理和回收镉金属氧化物电池至关重要。
此外,镉金属氧化物电池的能量密度相对较低,无法满足某些高能量密度要求的应用。
在未来,随着环保意识的增强,人们对镉金属氧化物电池的替代品的需求也会增加。
镍镉/镍氢电池的原理及充电方法镍镉/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。
镍镉/镍氢电池的原理及充电方法镍镉/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。
镍镉/镍氢电池一、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。
与电池容量相关的一个参数是蓄电池的充电电流。
蓄电池的充电电流通常用充电速率C表示,C为蓄电池的额定容量。
例如,用2A电流对1Ah电池充电,充电速率就是2C;同样地,用2A电流对500mAh电池充电,充电速率就是4C。
电池刚出厂时,正负极之间的电势差称为电池的标称电压。
标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。
当环境温度、使用时间和工作状态变化时,单元电池的输出电压略有变化,此外,电池的输出电压与电池的剩余电量也有一定关系。
单元镍镉电池的标称电压约为1.3V(但一般认为是1.25V),单元镍氢电池的标称电压为1.25V。
电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗。
在充放电过程中,极板的电阻是不变的,但是,离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化。
蓄电池充足电时,极板上的活性物质已达到饱和状态,再继续充电,蓄电池的电压也不会上升,此时的电压称为充电终止电压。
镍镉电池的充电终止电压为1.75~1.8V,镍氢电池的充电终止电压为1.5V。
放电终止电压是指蓄电池放电时允许的最低电压。
如果电压低于放电终止电压后蓄电池继续放电,电池两端电压会迅速下降,形成深度放电,这样,极板上形成的生成物在正常充电时就不易再恢复,从而影响电池的寿命。
放电终止电压和放电率有关。
镍镉电池的放电终止电压和放电速率的关系如表1-1所列,镍氢电池的放电终止电压一般规定为1V。
二、镍镉蓄电池的工作原理镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物,负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉,电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
镍镉电池充电装置工作原理及制作
镍镉电池充电装置工作原理及制作
工作原理:该装置电路原理见图1(点击下载原理图)。
220V市电通过机械定时器S加到电源变压器T的初级线圈两端,于是在次级线圈上感应出15V左右的交流低电压。
由电阻R1、电容C及晶体管VT构成一个雪崩触发器,电源通过R1向C充电,当C两端的电压上升至VT的雪崩电压时,VT 导通,导致单向可控硅VS触发导通,因而形成镍镉电池的大电流放电,下半周时,VS截止,由二极管VD整流,R2限流对镍镉电池充电,形成图2的工作曲线。
经验表明,对于镍镉电池的快速充电不能单纯依靠加大电流来实现,因为在“快充”过程中产生的大量气体和热量对电池产生疲劳性损伤。
如果在电池充电的过程中,经过短时间的停充,再让电池大电流放电,电池内部的各种极化现象将会迅速消失,使得快充过程得以持续。
本文介绍的这种电路就是基于这一思路而设计的。
元器件选择与制作
元器件清单见下表。
镍镉电池/镍氢电池的原理及充电方法详解[作者:佚名转贴自:《IT大虾网》]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。
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。
镍镉电池工作原理
镍镉电池(Ni-Cd,Nickel-Cadmiun Batteries, Ni-Cd Rechargeable Battery)是最早应用于手机、笔记本电脑等设备的电池种类,它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单,一般使用以下反应放电:
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,会出现严重的“记忆效应”,使得服务寿命大大缩短。
所谓“记忆效应”就是电池在充电前,电池的电量没有被完全放尽,久而久之将会引起电池容量的降低,在电池充放电的过程中(放电较为明显),会在电池极板上产生些许的小气泡,日积月累这些气泡减少了电池极板的面积也间接影响了电池的容量。
当然,我们可以通过掌握合理的充放电方法来减轻“记忆效应”。
此外,镉是有毒的,因而镍镉电池不利于生态环境的保护。
众多的缺点使得镍镉电池已基本被淘汰出数码设备电池的应用范围。
镍镉电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成,石墨不参加化学反应,其主要作用是增强导电性。
负极板上的活性物质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,防止结块,并增加极板的容量。
活性物质分别包在穿孔钢带中,加压成型后即成为电池的正负极板。
极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开。
电解液通常用氢氧化钾溶液。
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荷的速率)适中。
NiCd电池在使用过程中,如果放电不完全就又充电,下次再放电时,就不能放出全部电量。
比如,放出80%电量后再充足电,该电池只能放出80%的电量。
这就是所谓的记忆效应。
当然,几次完整的放电/充电循环将使NiCd电池恢复正常工作。
由于NiCd电池的记忆效应,若未完全放电,应在充电前将每节电池放电至1V以下。
镍镉电池的包装分为零售用的正极凸头和组装用的正极平头包装两种,在容量上没有差异。
在充电回路也和下面所介绍的镍氢电池类似,采用1.6倍电压充电。
通常镍镉电池的充电次数为300~800次, 在充放电达500次后电容量会下降至约80%。
镍镉电池的记忆效应比镍氢电池来的严重。
所以必须在完全没电时才可进行充电, 以确保使用寿命。
镍镉电池充电
在0.05C至大于1C的范围内对NiCd电池恒流充电。
一些低成本充电器使用绝对温度终止充电。
虽然简单、成本低,但这种充电终止方法不精确。
更好的方法是通过检测电池充满时的电压跌落终止充电。
对于充电速率为0.5C或更高的NiCd电池,-ΔV方法是最有效的。
-ΔV 充电终止检测应与电池温度检测相结合,因为老化电池和不匹配电池可能减少ΔV。
通过检测温升速率(dT/dt)可以实现更精确的满充检测,这种满充检测比固定温度终止对电池更好。
基于ΔT/dt和-ΔV组合的充电终止方法可避免电池过充,延长电池寿命。
快速充电可改善充电效率。
在1C的充电速率下,效率可以接近1.1 (91%),充满一个空电池的时间为1小时多一点。
当以0.1C充电时,效率便下降到1.4 (71%),充电时间为14小时左右。
因为NiCd电池对电能接收程度接近100%,所以几乎所有的能量在充电开始的70%期间被吸收,而且电池保持不发热。
超快速充电器利用该特点,在几分钟内将电池充到70%,以几C的电流充电而无热量产生。
充到70%后,电池再以较低速率继续充电,直到电池充满。
最后以0.02C至0.1C的涓流结束充电。
原理构造:
为于负极的镉(Cd)和氢氧化钠(NaOH)中的氢氧根离子(OH-)化合成氢氧化镉,并附著在阳极上,同时也放出电子。
电子沿著电线至阴极,和阴极的二氧化镍与氢氧化钠溶液中的水反应形成氢氧化镍和氢氧根离子,氢氧化镍会附著在阳极上,氢氧根离子则又回到氢氧化钠溶液中,故氢氧化钠溶液浓度不会随著时间而下降。
放电反应式:
负极反应:Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e-
正极反应:2e-+NiO2+2H2O→Ni(OH)2+2OH-
总反应:Cd+NiO2+2H2O→Cd(OH)2+Ni(OH)2
充电反应式:
正极反应:Ni(OH)2+2OH-→ 2e-+NiO2+2H2O
负极反应:Cd(OH)2+2e-→ Cd+2OH-
总反应:Cd(OH)2+Ni(OH)2→Cd+NiO2+2H2O。