第五讲镍镉电池..

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。

开口袋式电池是由包于钢带盒中的氢氧化镍正极，隔板和与正极相同的包于钢盒中的镉负极组成。

它们均浸没在氢氧化钾的净化水溶液里，并装在塑料或镀镍钢板制成的开口电槽里。

2、充放电工作原理它的基本电化学原理与其它各种镉镍电池相同，其充放电反应如下：放电2NiOOH+2H2O+Cd 2Ni（OH）2+Cd（OH）2充电放电时，三价氢氧化镍消耗水并还原成两价氢氧化镍，金属镉被氧化成氢氧化镉。

充电时发生逆反应，电池的电动势是1.29V。

氢氧化钾电解液的比重和组成，在充放电过程中没有明显的变化，这与铅酸电池中硫酸的变化情况正好相反。

电解液的比重通常为2.2g/ml，为了提高循环寿命和高温性能，通常电解液里还加入氢氧化钾。

四、蓄电池的容量蓄电池的容量是在一定放电条件下，电池所能给出的电量。

它是放电电流（A）和放电时间（h）的乘积，单位一般为安时或毫安时。

蓄电池的容量计算公式：容量=电流×时间，即：C=I×h式中：C为蓄电池实际放电容量（安时）I为放电电流（安培）h为放电时间（小时）五、蓄电池的连接方式蓄电池的连接方式分为串联和并联。

镍镉蓄电池的化学原理1、化学原理Ni-Cd蓄电池使用氢氧化镍作为正极极板，氧化镉作为负极极板，结构类似于铅酸系统。

Ni-Cd系统的电解液是氢氧化钾。

NiOH正极通常由镍纤维混合石墨或镀镍塑料纤维组成，还加入了少量钡、钴化合物等其他材料来提高性能。

负极也常用镀镉塑料纤维组成。

如果负极不是带涂层的塑料，那么通常与铁或镍进行混合。

纤维结构增大了正极和负极的表面积，从而减少了相对昂贵的镍和镉的需求量。

电极总体放电反应如下：2NiOOH+2H2O+Cd→2Ni（OH）2+Cd（OH）2充电过程是该反应的逆向反应。

满充电池的电压为1.29V。

与铅酸蓄电池不同的是，铅酸蓄电池在充放电期间电解液比重发生可测量的变化，而Ni-Cd系统在蓄电池运行期间KOH电解液几乎没有变化。

一些蓄电池还在电解液中添加了LiOH，用于改善循环寿命和高温运行特性。

2、镍镉系统的特性Ni-Cd蓄电池比铅酸蓄电池更稳定，可耐受冰点温度和高温，能够完全放电，并且受过充电的影响很小。

由于Ni-Cd蓄电池稳定的特性可使系统不使用充电控制器，在一些应用中Ni-Cd蓄电池可能是更好的选择。

如果该蓄电池准备用在难于维护的地点，那么蓄电池成本较高往往也是合理的。

最常见的工业Ni-Cd蓄电池是开口袋式极板类型。

这类蓄电池可用在工业、军事和空间应用，上述特性对于这些应用十分重要，容量范围从小容量到超过1200A·h。

根据蓄电池是否按高、中或是低放电率设计，电极可有三种不同厚度。

蓄电池能量密度范围从袋式极板的20Wh/kg到塑料粘结极板的50Wh/kg以上。

不同于铅酸蓄电池在深放电条件下会损失容量，Ni-Cd系统在较宽温度范围内放电率最高可达到C，并且仍可向负荷提供90%以上的容量。

这主要归功于这种蓄电池内阻极低，而内阻取决于电池面积，可低于1mΩ。

如果Ni-Cd电池充电后搁置不用，在最初几天里电荷损失速率约为每天2%，但随后稳定在相对较低的损耗水平。

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．．．．．．．．．．．．．。

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。

镍镉电池用途镍镉电池是一种重要的二次电池，具有高能量密度、长循环寿命和较低自放电率等优点。

它们在各个领域有广泛的应用，下面将分别介绍其在电动汽车、储能系统和军事装备中的用途。

镍镉电池在电动汽车领域具有重要作用。

随着环境保护意识的增强和对石油资源的日益紧张，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具受到越来越多的关注。

镍镉电池因其高能量密度和长循环寿命而成为电动汽车的理想动力来源。

它们能够提供足够的能量储备，使电动汽车具备较长的续航里程，满足人们对于长途出行的需求。

此外，镍镉电池具有较高的放电倍率，使得电动汽车能够在短时间内提供高功率输出，满足加速和爬坡等高功率工况的需求。

镍镉电池在储能系统中也发挥着重要作用。

随着可再生能源的快速发展，如太阳能和风能等，储能系统成为平衡电力供需的重要环节。

镍镉电池具有较高的充放电效率和循环寿命，能够有效地进行能量的储存和释放。

它们可以将低谷时段的电力储存起来，在高峰时段释放，平衡电网负荷，提高电力系统的稳定性和可靠性。

此外，镍镉电池还可以应用于微电网和离网系统，为偏远地区提供可靠的电力供应。

镍镉电池在军事装备中也有广泛的应用。

军事领域对电池的要求十分严苛，需要具备高能量密度、长循环寿命和抗震抗振动等能力。

镍镉电池因其优异的性能而成为军事装备的首选电源。

它们可以应用于军用通信设备、导弹系统、无人机和潜艇等高技术装备上，为其提供持久而可靠的动力支持。

在极端环境下，如高温、低温和高海拔等条件下，镍镉电池也能够正常工作，保证军事装备的正常运行。

镍镉电池具有广泛的应用前景。

它们在电动汽车、储能系统和军事装备等领域发挥着重要作用，为人们的生活提供便利，促进了社会的可持续发展。

随着科技的不断进步，相信镍镉电池在未来会有更广阔的发展空间，为人类创造更美好的未来。

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。

镉镍电池镉镍电池 (nickel-cadmium battery) 是指采用金属镉作负极活性物质，氢氧化镍作正极活性物质的碱镍镉电池性蓄电池。

正、负极材料分别填充在穿孔的附镍钢带（或镍带）中，经拉浆、滚压、烧结、化成或涂膏、烘干、压片等方法制成极板；用聚酰胺非织布等材料作隔离层；用氢氧化钾水溶液作电解质溶液；电极经卷绕或叠合组装在塑料或镀镍钢壳内。

镉镍电池标称电压为1.2V，有圆柱密封式（KR）、扣式（KB）、方形密封式（KC）等多种类型。

具有使用温度范围宽、循环和贮存寿命长、能以较大电流放电等特点，但存在“记忆”效应，常因规律性的不正确使用造成电性能下降。

镉镍电池的电池表达式为：(-)Cd︱KOH(NaOH)︱NiOOH(+)电池反应为：放电时：Cd+NiOOH+H2O→Ni(OH)2+Cd(OH)2充电时：Ni(OH)2+Cd(OH)2→Cd+NiOOH+H2O大型袋式和开口式镉镍电池主要用于铁路机车、矿山、装甲车辆、飞机发动机等作起动或应急电源。

圆柱密封式镉镍电池主要用于电动工具、剃须器等便携式电器。

小型扣式镉镍电池主要用于小电流、低倍率放电的无绳电话、电动玩具等。

由于废弃镉镍电池对环境的污染，该系列的电池将逐渐被性能更好的金属氢化物镍电池所取代。

可控硅整流器可控硅整流器：是一种以晶闸管（电力电子功率器件）为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。

具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。

“NX70系列晶闸管整流器”通过对电压、电流和功率的精确控制，从而实现精密控温。

并且凭借其先进的数字控制算法，优化了电能使用效率。

对节约电能起了重要作用。

硅整流发电机硅整流发电机是以内燃机为动力的工程建设机械的主要电源，在内燃机正常工作时，它要向机械的用电设备供电，还将多余的电能向蓄电池充电，以保证蓄电池总是处在充满电的状态。

硅整流就是利用可控硅整流元件：一种大功率硅半导体器件，又叫晶闸管，英文缩写SCR，它具有同半导体二极管相似的单向导电特性，但它的导通可控制，所以说它是具有可控的单向导电特性的整流元件。