Die Batterie des Nickel-Kadmiums (Ni-Cd Batterie) (hat allgemein NiCd oder NiCad abgekürzt), ist ein Typ der wiederaufladbaren Batterie mit Nickel-Oxydhydroxyd und metallischem Kadmium als Elektroden.

AbkürzungsniCad ist ein eingetragenes Warenzeichen von SAFT Corporation, obwohl dieser Markenname allgemein verwendet wird, um alle Ni-Cd Batterien zu beschreiben. Die Abkürzung NiCd wird aus den chemischen Symbolen von Nickel (Ni) und Kadmium (Cd) abgeleitet.

Es gibt zwei Typen von Ni-Cd Batterien: gesiegelt und abreagiert. Dieser Artikel befasst sich hauptsächlich mit gesiegelten Zellen.

Anwendungen

Gesiegelte Ni-Cd Zellen können individuell verwendet, oder in Batteriesätze gesammelt werden, die zwei oder mehr Zellen enthalten. Kleine Zellen werden für die tragbare Elektronik und Spielsachen häufig mit Zellen verwendet, die in denselben Größen wie primäre Zellen verfertigt sind. Wenn gegen Ni-Cd Batterien primäre Zellen ausgewechselt wird, können die niedrigere Endstromspannung und kleinere Amperestunde-Kapazität Leistung verglichen mit primären Zellen reduzieren. Miniaturknopfzellen werden manchmal in der fotografischen Ausrüstung, tragbare Lampen (Leuchtfeuer oder Fackel), Computergedächtnis-Reserve, Spielsachen und Neuheiten verwendet.

Spezialisierung Ni-Cd Batterien wird in drahtlosen und drahtlosen Telefonen, Notbeleuchtung und anderen Anwendungen verwendet. Mit einem relativ niedrigen inneren Widerstand können sie hohe Woge-Ströme liefern. Das macht sie eine geneigte Wahl für ferngesteuerte elektrische Musterflugzeuge, Boote, und Autos, sowie drahtlose Macht-Werkzeuge und Kamerablitz-Einheiten.

Größere überschwemmte Zellen werden für das Flugzeug Startbatterien, elektrische Fahrzeuge und Hilfsmacht verwendet.

Stromspannung

Ni-Cd Zellen haben ein nominelles Zellpotenzial von 1.2 Volt (V). Das ist niedriger als 1.5 V von alkalischen und Zinkkohlenstoff primäre Zellen, und folglich sind sie als ein Ersatz in allen Anwendungen nicht passend. Jedoch, 1.5 V einer primären alkalischen Zelle bezieht sich auf seine Initiale, anstatt, Stromspannung im Durchschnitt zu betragen. Verschieden vom alkalischen und Zinkkohlenstoff primäre Zellen ändert sich eine Endstromspannung einer Ni-Cd Zelle nur etwas, weil es sich entlädt. Weil viele elektronische Geräte entworfen werden, um mit primären Zellen zu arbeiten, die sich zu mindestens 0.90 zu 1.0 V pro Zelle, das relativ unveränderliche 1.2 entladen können, sind V einer Ni-Cd Zelle genug, um Operation zu erlauben. Einige würden die nah-unveränderliche Stromspannung als einen Nachteil betrachten, weil sie es schwierig macht zu entdecken, wenn die Batterieanklage niedrig ist.

Ni-Cd Batterien haben gepflegt, 9 zu ersetzen, V Batterien haben gewöhnlich nur sechs Zellen für eine Endstromspannung von 7.2 Volt. Während die meisten Taschenradios hinreichend an dieser Stromspannung funktionieren werden, haben einige Hersteller wie Varta 8.4-Volt-Batterien mit sieben Zellen für kritischere Anwendungen gemacht.

12 werden V Ni-Cd Batterien aus 10 Zellen verbunden der Reihe nach zusammengesetzt.

Geschichte

Die erste Ni-Cd Batterie wurde von Waldemar Jungner aus Schweden 1899 geschaffen. Damals war der einzige direkte Mitbewerber die leitungssaure Batterie, die weniger physisch und chemisch robust war. Mit geringen Verbesserungen zu den ersten Prototypen, Energiedichte, die schnell zur ungefähr Hälfte von dieser von primären Batterien vergrößert ist und bedeutsam größer ist als leitungssaure Batterien. Jungner hat mit dem Auswechseln gegen Eisen für das Kadmium in unterschiedlichen Mengen experimentiert, aber hat gefunden, dass die Eisenformulierungen wollten. Die Arbeit von Jungner war in den Vereinigten Staaten größtenteils unbekannt. Thomas Edison hat das Batteriedesign angepasst, wo er die Batterie des Nickel-Eisens in die Vereinigten Staaten zwei Jahre eingeführt hat, nachdem Jungner denjenigen gebaut hatte. 1906 hat Jungner eine Fabrik in der Nähe von Oskarshamn, Schweden eingesetzt, um überschwemmtes Design Ni-Cd Batterien zu erzeugen.

Produktion in den Vereinigten Staaten

Die erste Produktion in den Vereinigten Staaten hat 1946 begonnen. Bis zu diesem Punkt waren die Batterien "Taschentyp," hat vernickelter Stahltaschen gebaut, die Nickel und Kadmium aktive Materialien enthalten. Um die Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts Sintered-Teller sind Ni-Cd Batterien immer populärer geworden. Das Schmelzen von Nickel-Puder bei einer Temperatur ganz unter seinem Schmelzpunkt mit dem Hochdruck schafft sintered Teller. Die so gebildeten Teller, sind ungefähr 80 Prozent durch das Volumen hoch porös. Positive und negative Teller werden durch das Einweichen der Nickel-Teller in Nickel - und gegen das Kadmium aktive Materialien beziehungsweise erzeugt. Teller von Sintered sind gewöhnlich viel dünner als der Taschentyp, auf größere Fläche pro Volumen und höhere Ströme hinauslaufend. Im Allgemeinen, je größerer Betrag der reaktiven materiellen Fläche in einer Batterie, desto tiefer sein innerer Widerstand.

Neue Entwicklungen

In den letzten wenigen Jahrzehnten haben Ni-Cd Batterien inneren Widerstand so niedrig gehabt wie alkalische Batterien. Heute verwenden alle Batterien des Verbrauchers Ni-Cd die "schweizerische Rolle" oder Konfiguration "der Gelee-Rolle". Dieses Design vereinigt sich mehrere Schichten des positiven und negativen Materials haben in eine zylindrische Gestalt gerollt. Dieses Design reduziert inneren Widerstand, weil es einen größeren Betrag der Elektrode im Kontakt mit dem aktiven Material in jeder Zelle gibt.

Beliebtheit

Fortschritte in batterieverfertigenden Technologien im Laufe der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts haben Batterien zunehmend preiswerter gemacht, um zu erzeugen. Batterieangetriebene Geräte haben im Allgemeinen in der Beliebtheit zugenommen. Bezüglich 2000 wurden ungefähr 1.5 Milliarden Ni-Cd Batterien jährlich erzeugt.

Herauf bis die Mitte der 1990er Jahre hatten Ni-Cd Batterien eine überwältigende Mehrheit des Marktanteils für wiederaufladbare Batterien in der Verbraucherelektronik.

Einmal sind Ni-Cd Batterien für 8 % aller tragbaren sekundären (wiederaufladbaren) Batterieverkäufe in der EU, und im Vereinigten Königreich für 9.2 % (Verfügung) und in der Schweiz für 1.3 % aller tragbaren Batterieverkäufe verantwortlich gewesen.

Jetzt, in der EU und laut der Batteriedirektive, Verkäufe von Ni-Cd Batterien Verbrauchern für den tragbaren Gebrauch gewesen außerordentlich eingeschränkt.

Batterieeigenschaften

Vergleich mit anderen Batterien

Kürzlich sind Nickel-Metall hydride und Lithiumion-Batterien gewerblich verfügbar und preiswerter, der ehemalige Typ geworden, der jetzt mit Ni-Cd Batterien in Kosten konkurriert. Wo Energiedichte wichtig ist, sind Ni-Cd Batterien jetzt an einem Nachteil im Vergleich zu Nickel-Metall hydride und Lithiumion-Batterien. Jedoch ist die Ni-Cd Batterie noch in Anwendungen sehr nützlich, die sehr hohe Entladungsraten verlangen, weil sie solche Entladung ohne Schaden oder Verlust der Kapazität erleiden kann.

Vorteile

Wenn im Vergleich zu anderen Formen der wiederaufladbaren Batterie die Ni-Cd Batterie mehrere verschiedene Vorteile hat:

• Die Batterien sind schwieriger zu beschädigen, als sich andere Batterien, duldend tief seit langen Zeiträumen entladen. Tatsächlich werden Ni-Cd Batterien in der langfristigen Lagerung normalerweise völlig entladen versorgt. Das ist im Gegensatz zum Beispiel zu Lithiumion-Batterien, die weniger stabil sind und wenn entladen, unter einer minimalen Stromspannung dauerhaft beschädigt werden.
• Ni-Cd Batterien normalerweise letzt länger, in Bezug auf die Zahl von Zyklen der Anklage/Entladung, als andere wiederaufladbare Batterien wie geführt/saure Batterien.
• Im Vergleich zu leitungssauren Batterien haben Ni-Cd Batterien eine viel höhere Energiedichte. Eine Ni-Cd Batterie ist kleiner und leichter als eine vergleichbare leitungssaure Batterie. In Fällen, wo Größe und Gewicht wichtige Rücksichten (zum Beispiel, Flugzeug) sind, werden Ni-Cd Batterien über die preiswerteren leitungssauren Batterien bevorzugt.
• In Verbraucheranwendungen bewerben sich Ni-Cd Batterien direkt mit alkalischen Batterien. Eine Ni-Cd Zelle hat eine niedrigere Kapazität als diese einer gleichwertigen alkalischen Zelle, und kostet mehr. Jedoch, da die chemische Reaktion der alkalischen Batterie nicht umkehrbar ist, hat eine Ni-Cd Mehrwegbatterie eine bedeutsam längere Gesamtlebenszeit. Es hat Versuche gegeben, wiederaufladbare alkalische Batterien zu schaffen, oder Batterieladegeräte spezialisiert, um einzelnen Gebrauch alkalische Batterien zu beladen, aber niemand, was breiten Gebrauch gesehen hat.
• Die Endstromspannung einer Ni-Cd Batterie neigt sich langsamer, weil sie im Vergleich zu Batterien des Kohlenstoff-Zinkes entladen wird. Seit Spannungsabfällen einer alkalischen Batterie bedeutsam weil fällt die Anklage, die meisten Verbraucheranwendungen werden gut ausgestattet, um sich ein bisschen tiefer Ni-Cd Zellstromspannung ohne erkennbaren Verlust der Leistung zu befassen.
• Die Kapazität einer Ni-Cd Batterie wird durch sehr hohe Entladungsströme nicht bedeutsam betroffen. Sogar mit Entladungsraten so hoch wie 50C wird eine Ni-Cd Batterie sehr fast sein geschätztes Fassungsvermögen zur Verfügung stellen. Im Vergleich wird eine saure Leitungsbatterie nur ungefähr Hälfte seines geschätzten Fassungsvermögens, wenn entladen, an einem relativ bescheidenen 1.5C zur Verfügung stellen.
• Nickel-Metall hydride (NiMH) Batterien ist der neueste und ähnlichste, Mitbewerber zu Ni-Cd Batterien. Im Vergleich zu Ni-Cd Batterien haben Batterien von NiMH eine höhere Kapazität und sind weniger toxisch, und werden jetzt wirksam mehr gekostet. Jedoch hat eine Ni-Cd Batterie eine niedrigere Selbstentladungsrate (zum Beispiel, 20 % pro Monat für eine Ni-Cd Batterie, gegen 30 % pro Monat für traditionellen NiMH unter identischen Bedingungen), obwohl niedrige Selbstentladung Batterien von NiMH sind jetzt verfügbar, die wesentlich niedrigere Selbstentladung haben entweder als Ni-Cd oder als traditionelle Batterien von NiMH. Das läuft auf eine Vorliebe für Ni-Cd über Batterien von NiMH in Anwendungen hinaus, wo sich der Strom auf die Batterie stützt, ist niedriger als die eigene Selbstentladungsrate der Batterie (zum Beispiel, Fernsehfernbedienungen). In beiden Typen der Zelle ist die Selbstentladungsrate für eine volle Anklage am höchsten setzen fest, und fällt etwas für niedrigere Anklage-Staaten ab. Schließlich hat eine ähnlich große Ni-Cd Batterie einen ein bisschen niedrigeren inneren Widerstand, und kann so eine höhere maximale Entladungsrate erreichen (der für Anwendungen wie Macht-Werkzeuge wichtig sein kann).

Nachteile

• Der primäre Umtausch mit Ni-Cd Batterien ist ihre höher Kosten und der Gebrauch von Kadmium. Dieses schwere Metall ist eine Umweltgefahr, und ist für alle höheren Formen des Lebens hoch toxisch. Sie sind auch kostspieliger als leitungssaure Batterien, weil Nickel und Kadmium mehr kosten.
• Einer der größten Nachteile ist, dass die Batterie einen sehr gekennzeichneten negativen Temperaturkoeffizienten ausstellt. Das bedeutet, dass sich als die Zelltemperatur, die inneren Widerstand-Fälle erhebt. Das kann beträchtliche stürmende Probleme besonders mit den relativ einfachen stürmenden für leitungssaure Typ-Batterien verwendeten Systemen aufwerfen. Während leitungssaure Batterien durch das einfache Anschließen eines Dynamos mit ihnen, mit einem einfachen elektromagnetischen Ausschnitt-System dafür beladen werden können, wenn der Dynamo stationär ist oder ein Überstrom vorkommt, würde die Ni-Cd Batterie laut eines ähnlichen stürmenden Schemas Thermalausreißer ausstellen, wo der stürmende Strom fortsetzen würde sich zu erheben, bis der überaktuelle Ausschnitt funktioniert hat oder die Batterie sich zerstört hat. Das ist der Hauptfaktor, der seinen Gebrauch als motoranfangende Batterien verhindert. Heute mit Wechselstromgenerator-basierten stürmenden Systemen mit Halbleitergangreglern würde der Aufbau eines passenden stürmenden Systems relativ einfach sein, aber die Autohersteller sträuben sich dagegen, versuchte-geund-prüfte Technologie aufzugeben.

Verfügbarkeit

Ni-Cd Zellen sind in denselben Größen wie alkalische Batterien, von AAA bis D, sowie mehreren Mehrzellgrößen einschließlich der Entsprechung von einer 9-Volt-Batterie verfügbar. Eine völlig beladene einzelne Ni-Cd Zelle, unter keiner Last, trägt einen potenziellen Unterschied zwischen 1.25 und 1.35 Volt, der relativ unveränderlich bleibt, weil die Batterie entladen wird. Da eine alkalische nahe völlig entladene Batterie seinen Spannungsabfall zu mindestens 0.9 Volt sehen kann, sind Ni-Cd Zellen und alkalische Zellen für die meisten Anwendungen normalerweise austauschbar.

Zusätzlich zu einzelnen Zellen bestehen Batterien, die bis zu 300 Zellen (nominell 360 Volt, wirkliche Stromspannung unter keiner Last zwischen 380 und 420 Volt) enthalten. Das viele Zellen wird größtenteils in Automobil- und Hochleistungsindustrieanwendungen verwendet. Für tragbare Anwendungen ist die Zahl von Zellen normalerweise unter 18 Zellen (24V). Industrie-große überschwemmte Batterien sind mit Kapazitäten im Intervall von 12.5Ah bis zu mehrere hundert Ah verfügbar.

Eigenschaften

Die maximale Entladungsquote für eine Ni-Cd Batterie ändert sich durch die Größe. Für eine allgemeine AA-Größe-Zelle ist die maximale Entladungsrate etwa 18 Ampere; für eine D Größe-Batterie kann die Entladungsrate nicht weniger als 35 Ampere sein.

Musterflugzeug oder - Bootsbaumeister nehmen häufig viel größere Ströme von ungefähr bis zu hundert Ampere von besonders gebauten Ni-Cd Batterien, die verwendet werden, um Hauptmotoren zu steuern. 5-6 Minuten der Musteroperation sind von ziemlich kleinen Batterien leicht erreichbar, so wird eine vernünftig hohe Zahl der Macht zum Gewicht erreicht, zu inneren Verbrennen-Motoren, obwohl der kleineren Dauer vergleichbar. Darin, jedoch, sind sie durch das Lithiumpolymer (Lipo) und Lithiumeisenphosphat (Leben) Batterien größtenteils ersetzt worden, die noch höhere Energiedichten zur Verfügung stellen können.

Aufladung

Ni-Cd Batterien können an mehreren verschiedenen Raten je nachdem beladen werden, wie die Zelle verfertigt wurde. Die Anklage-Rate wird gestützt auf dem Prozentsatz der mit dem Ampere stündigen Kapazität gemessen die Batterie wird als ein Strom über die Dauer der Anklage gefüttert. Unabhängig von der Anklage-Geschwindigkeit muss mehr Energie der Batterie geliefert werden als seine wirkliche Kapazität, um für Energieverlust während der Aufladung mit schnelleren Anklagen verantwortlich zu sein, die effizienter sind. Zum Beispiel, eine "Nacht"-Anklage, könnte daraus bestehen, einen Strom zu liefern, kommt zu einem Zehntel der Amperestunde gleich, die (C/10) seit 14-16 Stunden abschätzt; d. h. eine 100 mAh Batterie nimmt 10mA seit 14 Stunden für insgesamt 140 mAh, um an dieser Rate zu stürmen. An der Rate der schnellen Anklage, die an 100 % des geschätzten Fassungsvermögens der Batterie in 1 Stunde (1C) getan ist, hält die Batterie ungefähr 80 % der Anklage, so bringt eine 100 mAh Batterie 120 mAh um (d. h. etwa 1 Stunde und fünfzehn Minuten) zu stürmen. Einige Spezialbatterien können in nur 10-15 Minuten an 4C beladen werden, oder 6C berechnen Rate, aber das ist sehr ungewöhnlich. Es vergrößert auch exponential die Gefahr der Zellüberhitzung und des Abreagierens wegen einer inneren Überdruck-Bedingung: Die Rate der Zelle des Temperaturanstiegs wird durch seinen inneren Widerstand und das Quadrat der stürmenden Rate geregelt. An 4C Rate ist der Betrag der in der Zelle erzeugten Hitze sechzehnmal höher als die Hitze an 1C Rate. Die Kehrseite zur schnelleren Aufladung ist die höhere Gefahr des Überladens, das die Batterie beschädigen kann. und die vergrößerten Temperaturen, die die Zelle erleiden muss (der potenziell sein Leben verkürzt).

Die sichere Temperaturreihe, wenn im Gebrauch zwischen 20°C und 45°C ist. Während der Aufladung bleibt die Batterietemperatur normalerweise niedrig, um 0°C (absorbiert die stürmende Reaktion Hitze), aber weil sich die Batterie voller Anklage nähert, wird sich die Temperatur zum 45-50°C erheben. Einige Batterieladegeräte entdecken diese Temperaturzunahme, um Aufladung abzuschneiden und zu verhindern, zu viel zu berechnen.

Wenn nicht unter der Last oder Anklage wird eine Ni-Cd Batterie Selbstentladung etwa 10 % pro Monat an 20°C, bis zu 20 % pro Monat bei höheren Temperaturen anordnend. Es ist möglich, eine Tröpfeln-Anklage an aktuellen Niveaus gerade hoch genug durchzuführen, um diese Entladungsrate auszugleichen; eine Batterie völlig beladen zu halten. Jedoch, wenn die Batterie dabei ist, unbenutzt seit einem langen Zeitraum der Zeit versorgt zu werden, sollte sie unten zu an den meisten 40 % der Kapazität entladen werden (einige Hersteller empfehlen völlig, sich zu entladen und sogar einmal völlig entladen zu kurzschließen), und versorgt in einer kühlen, trockenen Umgebung.

Aufladung der Methode

Eine Ni-Cd Batterie verlangt ein Ladegerät mit einer ein bisschen verschiedenen Stromspannung als für eine leitungssaure Batterie besonders wenn die Batterie 11 oder 12 Zellen hat. Auch eine Anklage-Beendigungsmethode ist erforderlich, wenn ein schnelles Ladegerät verwendet wird. Häufig haben Batteriesätze eine Thermalabkürzung darin Futter zurück zum Ladegerät, ihm sagend, die Aufladung aufzuhören, sobald die Batterie angeheizt hat und/oder eine Stromspannung kränklicher Abfragungsstromkreis. Bei der Raumtemperatur während der normalen Anklage bedingt die Zellstromspannungszunahmen von einer Initiale 1.2 V zu einem Endpunkt von ungefähr 1.45 V. Die Rate des Anstiegs nimmt deutlich zu, weil sich die Zelle voller Anklage nähert. Die Endpunkt-Stromspannung nimmt ein bisschen mit der Erhöhung der Temperatur ab.

Elektrochemie

Eine völlig beladene Ni-Cd Zelle enthält:

• ein Nickel (III) Oxydhydroxyd positiver Elektrode-Teller
• ein Kadmium negativer Elektrode-Teller
• ein Separator und
• ein alkalischer Elektrolyt (Ätzkali).

Ni-Cd Batterien haben gewöhnlich einen Metallfall mit einem auf Robbenjagd gehenden mit einer selbstklebenden Sicherheitsklappe ausgestatteten Teller. Die positiven und negativen Elektrode-Teller, die von einander durch den Separator isoliert sind, werden in einer spiralförmigen Gestalt innerhalb des Falls gerollt. Das ist als das Design der Gelee-Rolle bekannt und erlaubt einer Ni-Cd Zelle, einen viel höheren maximalen Strom zu liefern, als eine gleichwertige Größe alkalische Zelle. Alkalische Zellen haben einen Spule-Aufbau, wo die Zellumkleidung mit dem Elektrolyt gefüllt wird und eine Grafit-Stange enthält, die als die positive Elektrode handelt. Da ein relativ kleines Gebiet der Elektrode im Kontakt mit dem Elektrolyt ist (im Vergleich mit dem Design der Gelee-Rolle), ist der innere Widerstand für eine gleichwertige große alkalische Zelle höher, der den maximalen Strom beschränkt, der geliefert werden kann.

Die chemischen Reaktionen während der Entladung sind:

an der Kadmium-Elektrode und

an der Nickel-Elektrode. Die Nettoreaktion während der Entladung ist

Während laden wieder, die Reaktionen gehen vom Recht bis linken. Der alkalische Elektrolyt (allgemein KOH) wird in dieser Reaktion nicht verbraucht, und deshalb ist sein spezifisches Gewicht, unterschiedlich in leitungssauren Batterien, nicht ein Handbuch zu seiner Ladungszustand.

Als Jungner die ersten Ni-Cd Batterien gebaut hat, hat er Nickel-Oxyd in der positiven Elektrode und Eisen- und Kadmium-Materialien verneinend verwendet. Erst als später, dass reines Kadmium-Metall- und Nickel-Hydroxyd verwendet wurde. Ungefähr bis 1960 wurde die chemische Reaktion nicht völlig verstanden. Es gab mehrere Spekulationen betreffs der Reaktionsprodukte. Die Debatte wurde schließlich durch die Spektrometrie aufgelöst, die Kadmium-Hydroxyd- und Nickel-Hydroxyd offenbart hat.

Eine andere historisch wichtige Schwankung auf der grundlegenden Ni-Cd Zelle ist die Hinzufügung von Lithiumhydroxyd zum Ätzkali-Elektrolyt. Wie man glaubte, hat das das Dienstleben durch das Bilden der gegen den elektrischen Missbrauch widerstandsfähigeren Zelle verlängert. Die Ni-Cd Batterie in seiner modernen Form ist gegen den elektrischen Missbrauch irgendwie äußerst widerstandsfähig, so ist diese Praxis unterbrochen worden.

Probleme

Das Überladen

Das Überladen muss im Design von den meisten wiederaufladbaren Batterien betrachtet werden. Im Fall von Ni-Cd Batterien gibt es zwei mögliche Ergebnisse des Überladens:

• Wenn der negativen Elektrode zu viel berechnet wird, wird Wasserstoffbenzin erzeugt.
• Wenn der positiven Elektrode zu viel berechnet wird, wird Sauerstoff-Benzin erzeugt.

Deshalb wird die negative Elektrode immer für eine höhere Kapazität entworfen als das positive, um zu vermeiden, Wasserstoffbenzin zu veröffentlichen. Wasserstoffbenzin kann veröffentlicht werden, die echte Gefahr der Explosion schaffend. Es gibt noch das Problem, Sauerstoff-Benzin zu beseitigen, Bruch der Zellumkleidung zu vermeiden. Ni-Cd Zellen werden mit Siegeln abreagiert, die am hohen inneren Gasdruck scheitern. Der auf Robbenjagd gehende Mechanismus muss Benzin erlauben, aus der Zelle und dem Siegel wieder richtig zu flüchten, wenn das Benzin vertrieben wird. Dieser komplizierte Mechanismus, der in alkalischen Batterien unnötig ist, trägt zu ihren höher Kosten bei.

Ni-Cd in diesem Artikel befasste Zellen sind vom gesiegelten Typ (sieh auch abreagierten Typ). Zellen dieses Typs bestehen aus einem Druck-Behälter, der jede Generation von Sauerstoff und Wasserstoff gasses enthalten soll, bis sie sich zurück zu Wasser wiederverbinden können. Solche Generation kommt normalerweise während der schnellen Anklage und Entladung und außerordentlich an der Überbeladungsbedingung vor. Wenn der Druck die Grenze der Sicherheitsklappe überschreitet, wird das Wasser in der Form von Benzin verloren. Da der Behälter entworfen wird, um einen genauen Betrag des Elektrolyts zu enthalten, wird dieser Verlust die Kapazität der Zelle und seiner Fähigkeit schnell betreffen, Strom zu erhalten und zu liefern. Alle Bedingungen der Überbeladung zu entdecken, fordert große Kultiviertheit vom stürmenden Stromkreis, und ein preiswertes Ladegerät wird schließlich sogar die besten Qualitätszellen beschädigen.

Zellumkehrung

Ein anderes potenzielles Problem ist Rückaufladung. Das kann wegen eines Fehlers durch den Benutzer, oder allgemeiner vorkommen, wenn eine Batterie von mehreren Zellen völlig entladen wird. Weil es eine geringe Schwankung in der Kapazität von Zellen in einer Batterie gibt, wird eine der Zellen gewöhnlich vor anderen völlig entladen, an denen Punkt-Rückaufladung ernstlich zerstörend dass Zelle beginnt, Batterieleben reduzierend. Das Nebenprodukt der Rückseite, die stürmt, ist Wasserstoffbenzin, das gefährlich sein kann. Einige Kommentatoren teilen mit, dass man Mehrzelle Ni-Cd Batterien zur Nullspannung nie entladen sollte; zum Beispiel sollten Glühlichter abgedreht werden, wenn sie gelb sind; bevor sie völlig ausgehen.

Eine Standardform dieser Missbilligung kommt vor, wenn Zellen verbunden der Reihe nach ungleiche Stromspannungen und Entladung in der Nähe von der Nullspannung entwickeln. Die erste Zelle, die Null erreicht, wird darüber hinaus zur negativen Stromspannung und dem Benzin erzeugt offen das Siegel gestoßen, und trocknen Sie die Zelle aus.

In modernen Zellen wird ein Übermaß am antipolaren Material (grundsätzlich aktiver materieller Ballast an der positiven Elektrode) eingefügt, um gemäßigte negative Anklage ohne Schaden an der Zelle zu berücksichtigen. Dieses Übermaterial verlangsamt den Anfang der Sauerstoff-Generation am negativen Teller. Das bedeutet, dass eine Zelle eine negative Stromspannung von ungefähr 0.2 zu 0.4 Volt überleben kann. Jedoch, wenn Entladung noch weiter fortgesetzt wird, wird dieser Überballast verbraucht, und beide Elektroden ändern Widersprüchlichkeit, zerstörende Vergasung (Gasgeneration) verursachend.

Batteriesätze mit vielfachen Zellen sollten der Reihe nach ganz über 1 Volt pro Zelle bedient werden, um zu vermeiden, die niedrigste Höchstzelle in die Gefahr zu legen, negativ zu gehen. Batteriesätze, die in Zellen auseinander genommen werden können, sollten regelmäßig zeroed und beauftragt individuell sein, die Stromspannungen gleichzumachen. Jedoch hilft das nicht, wenn alte und neue Zellen gemischt werden, da ihre verschiedenen Kapazitäten in verschiedenen Entladungszeiten und Stromspannungen resultieren werden.

Gedächtnis und faule Batterieeffekten

Ni-Cd Batterien können unter einer "Speicherwirkung" leiden, wenn sie entladen und zu derselben Ladungszustand Hunderte von Zeiten wieder geladen werden. Das offenbare Symptom ist, dass "sich" die Batterie an den Punkt in seinem Anklage-Zyklus "erinnert", wo das Wiederladen begonnen hat und während des nachfolgenden Gebrauches einen plötzlichen Fall in der Stromspannung an diesem Punkt erträgt, als ob die Batterie entladen worden war. Die Kapazität der Batterie wird wesentlich nicht wirklich reduziert. Etwas Elektronik, die entworfen ist, um durch Ni-Cd Batterien angetrieben zu werden, ist im Stande, dieser reduzierten Stromspannung lange genug für die Stromspannung zu widerstehen, um zum normalen zurückzukehren. Jedoch, wenn das Gerät unfähig ist, im Laufe dieser Periode der verminderten Stromspannung zu funktionieren, wird es unfähig sein, genug Energie aus der Batterie, und zu allen praktischen Zwecken zu bekommen, die Batterie scheint "tot" früher als normal.

Es gibt Beweise, dass die Speicherwirkungsgeschichte daraus entstanden ist, Satelliten zu umkreisen, wo sie normalerweise seit zwölf Stunden aus 24 seit mehreren Jahren stürmten. Nach dieser Zeit wurde es gefunden, dass sich die Kapazitäten der Batterien bedeutsam geneigt hatten, aber noch für den Gebrauch passend waren. Es ist unwahrscheinlich, dass diese genaue wiederholende Aufladung (zum Beispiel, 1,000 Anklagen/Entladungen mit weniger als 2 % Veränderlichkeit) jemals von Verbrauchern wieder hervorgebracht werden konnte, die elektrische Waren verwenden.

Eine Wirkung mit ähnlichen Symptomen zur Speicherwirkung ist die so genannte Stromspannungsdepression oder faule Batteriewirkung. Das ergibt sich aus dem wiederholten Überladen; das Symptom ist, dass die Batterie scheint, völlig beladen zu werden, aber sich schnell nach nur einer kurzen Periode der Operation entlädt. In seltenen Fällen kann viel von der verlorenen Kapazität durch einige Zyklen der tiefen Entladung, eine durch automatische Batterieladegeräte häufig zur Verfügung gestellte Funktion wieder erlangt werden. Jedoch kann dieser Prozess das Bord-Leben der Batterie reduzieren. Wenn behandelt, so, kann eine Ni-Cd Batterie für 1,000 Zyklen oder mehr dauern, bevor seine Kapazität unter der Hälfte seiner ursprünglichen Kapazität fällt.

Dendritic shorting

Wenn nicht verwendet regelmäßig neigen Dendriten dazu sich zu entwickeln. Dendriten sind dünne, leitende Kristalle, die in die Separator-Membran zwischen Elektroden eindringen können. Das führt zu inneren kurzen Stromkreisen und Frühmisserfolg lange vor dem 800-1.000 von den meisten Verkäufern geforderten Zyklus-Leben der Anklage/Entladung. Manchmal kann die Verwendung eines kurzen, stürmenden Hochstrompulses zu individuellen Zellen diese Dendriten klären, aber sie werden sich normalerweise innerhalb von ein paar Tagen oder sogar Stunden bessern. Zellen in diesem Staat haben das Ende ihrer gewöhnlichen Nutzungsdauer erreicht und sollten ersetzt werden. Viele Batterieführer, im Internet und den Online-Versteigerungen zirkulierend, versprechen, tote Zellen mit dem obengenannten Grundsatz wieder herzustellen, aber sehr kurzfristige Ergebnisse an am besten zu erreichen.

Umweltfolgen von Kadmium

Ni-Cd Batterien enthalten zwischen 6 % (für Industriebatterien) und 18 % (für Verbraucherbatterien) Kadmium, das ein toxisches schweres Metall ist und deshalb spezielle Sorge während der Batterieverfügung verlangt. In den Vereinigten Staaten ist ein Teil des Batteriepreises eine Gebühr für seine richtige Verfügung am Ende seiner Dienstlebenszeit. Laut der so genannten "Batteriedirektive" (2006/66/EC) ist der Verkauf von Batterien des Verbrauchers Ni-Cd jetzt innerhalb der Europäischen Union abgesehen vom medizinischen Gebrauch verboten worden; Warnungssysteme; Notbeleuchtung; und tragbare Macht-Werkzeuge. Diese letzte Kategorie soll nach 4 Jahren nachgeprüft werden. Laut derselben EU-Direktive müssen verwendete Ni-Cd Industriebatterien von ihren Erzeugern gesammelt werden, um in hingebungsvollen Möglichkeiten wiederverwandt zu werden.

Kadmium, ein schweres Metall seiend, kann wesentliche Verschmutzung wenn landfilled oder verbrannt verursachen. Wegen dessen bedienen viele Länder jetzt Wiederverwertungsprogramme, um alte Batterien zu gewinnen und neu zu bearbeiten.

Sicherheit

Hersteller liefern normalerweise Instruktionen für das sichere Berühren, verwenden und Verfügung. Diese warnen vor dem Sachschaden, wenn völlig beladen, und Überladen kurzschließend.

Siehe auch

• Batterie des Nickel-Kadmiums hat Zelltyp abreagiert
• Batterie des Nickel-Eisens
• Batterie, die wiederverwendet
• Batteriefassung
• Nickel-Metall hydride Batterie
• Verhältnis der Macht zum Gewicht
• Bergstrom, Sven. "Batterien des Nickel-Kadmiums - Taschentyp". Zeitschrift der Elektrochemischen Gesellschaft, September 1952. 1952 Die Elektrochemische Gesellschaft.
• Ellis, G. B., Mandel, H. und Linde, D. "Sintered Teller-Batterien des Nickel-Kadmiums". Zeitschrift der Elektrochemischen Gesellschaft, Der Elektrochemischen Gesellschaft, September 1952.

Links

• BatteryUniversity.com