Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи: особенности и преимущества

1. Принцип работы никель-кадмиевого аккумулятора.

Никель-кадмиевые аккумуляторы — это перезаряжаемые батареи, которые преобразуют химическую энергию в электричество посредством окислительно-восстановительных реакций. Он состоит из отрицательного электрода (отрицательный материал — Cd), положительного электрода (положительный материал — NiOOH) и электролита (основной компонент — КОН).

2. Особенности никель-кадмиевых аккумуляторов

Длинный цикл жизни;
Широкий температурный диапазон использования;
Сильная устойчивость к электрическим нарушениям;
Напряжение разряда стабильно;
Высокая механическая прочность;
Простота в использовании и обслуживании

3. Основные характеристики никель-кадмиевых аккумуляторов.

Система разряда: различные условия, указанные при разрядке аккумулятора, включая время разряда, ток разряда, температуру окружающей среды, напряжение завершения и т. д.
Метод разряда: включая постоянный разряд, разряд с постоянным сопротивлением, непрерывный разряд и прерывистый разряд. Общее напряжение завершения: когда аккумулятор разряжается, напряжение падает до рабочего напряжения, которое больше не подходит для непрерывного разряда.
Ток разряда: величина тока при разрядке, обычно выражаемая скоростью разряда. Скорость разряда — это скорость, с которой аккумулятор разряжается, часто выражаемая как «часовая скорость» и «множитель». «Часовая норма» — это скорость разряда, выраженная временем разряда, то есть количество часов, необходимых для разрядки номинальной емкости определенным током, например: 1-часовой номинальный ток разряда = C/1, 2-часовой номинальный ток разряда. =C/2 и т. д.; «Скорость» — это ток разряда, обозначающий скорость разряда, например: 1-кратный ток разряда = 1C, 2-кратный ток разряда = 2C и так далее.
Теоретическая емкость: количество электричества, полученное в предположении, что все активные вещества участвуют в реакции потока, основано на количестве активных веществ и использовании закона Ради.
Фактическая емкость: количество электроэнергии, фактически выделяемое аккумулятором при определенных условиях разряда.
Номинальная емкость: При проектировании и изготовлении батареи указывается или гарантируется минимальное количество электроэнергии, которое должно выделяться батареей при определенных условиях разряда. Например, для модели аккумулятора EBL100 100 — это номинальное значение емкости, то есть 100Ач.

Ni-Cd аккумуляторы существуют почти так же давно, как свинцово-кислотные. Коммерческие продукты доступны примерно с 1907 года. Карманные пластины обычно используются для типов с длинным и сильным током, а волоконные пластины используются для приложений с чрезвычайно высоким током и коротким потреблением, таких как запуск двигателя.

Хотя Ni-Cd батареи обычно стоят во много раз дороже, чем сопоставимые свинцово-кислотные, их характеристики делают их идеальными для многих применений. Их преимущества перед свинцово-кислотными конструкциями включают в себя:

• Высокая устойчивость к повреждениям при перезарядке
• Очень небольшая потеря мощности при низких температурах.
• Гораздо большая устойчивость к гибели людей при работе при высоких температурах.
• Отсутствие провалов напряжения в течение первой минуты разрядки.
• Соединительные детали из нержавеющей стали не теряют сжатия и не подвергаются коррозии.
• Снижение потребления воды
• Более низкие затраты на техническое обслуживание
• Отсутствие резкого снижения емкости после достижения определенного момента срока службы батареи.

Преимущества для приложений？

1. Низкотемпературные применения. Ni-Cd трудно превзойти. Ni-Cd практически не теряет емкости при низких температурах. В результате для выполнения той же работы вам понадобится батарея гораздо меньшего размера, чем свинцово-кислотная, что может компенсировать более высокую стоимость Ni-Cd. Добавьте сюда более низкие затраты на техническое обслуживание, и это может оказаться простым решением.

2. Применение при высоких температурах. Здесь преимущество имеет Ni-Cd. Потери жизни Ni-Cd при высоких температурах меньше, чем у выбрасываемых свинцово-кислотных материалов, но могут быть непомерно дорогими. Это одно из приложений, где стоимость жизненного цикла является ключевым фактором при выборе типа батареи. По моему мнению, вентилируемые свинцово-кальциевые и свинцово-селеновые системы занимают второе и третье место среди лучших вариантов, но они могут легко выиграть в анализе стоимости жизненного цикла. В резервных приложениях VRLA и свинцово-сурьмянистые соединения не подходят для применения при высоких температурах. VRLA из-за высыхания и свинцово-сурьмяная из-за отравления сурьмой. В результате оба типа батарей легко выходят из-под контроля.

3. Запуск двигателя. Ni-Cd отлично подходит для этого применения, но его стоимость может оказаться непомерно высокой. Свинцово-кислотные технологии здесь хорошо работают и легко выигрывают в битве за начальную стоимость, но так же легко могут проиграть в войне за стоимость жизненного цикла. В качестве иллюстрации этого момента приведен следующий пример из реальной жизни.