Nikl-kadmijum (Ni-Cd) baterije su punjive baterije poznate po visokoj izlaznoj struji i stalnom naponu tokom upotrebe. Oni koriste nikl i kadmijum materijale sa alkalnim elektrolitom za kretanje jona tokom punjenja i pražnjenja. Pošto je kadmijum toksičan, potrebno je bezbedno rukovanje i pravilna reciklaža. Ovaj članak pruža informacije o delovima Ni-Cd baterije, radnim koracima, punjenju i brizi.
Nikl-kadmijum (Ni-CD) baterija Pregled
Nikl-kadmijum (Ni-Cd) baterije su punjive baterije poznate po isporuci visoke struje i održavanju stalnog napona tokom upotrebe. Oni koriste jedinjenja na bazi nikla za pozitivnu elektrodu i materijale na bazi kadmijuma za negativnu elektrodu. Alkalni elektrolit unutar ćelije podržava kretanje jona tokom punjenja i pražnjenja.
Ni-Cd baterije se koriste dugi niz godina jer se dobro nose sa teškim uslovima. Njihova upotreba se smanjila jer je kadmijum toksičan i zahteva stroga pravila o reciklaži i odlaganju.
Glavni delovi unutar Ni-CD ćelije
Ni-Cd ćelija sadrži nekoliko unutrašnjih delova koji ga drže zapečaćen, siguran i sposoban da isporuči stabilnu snagu. Gornji deo uključuje poklopac, poklopac i delove za odzračivanje koji pomažu u zatvaranju ćelije dok oslobađaju pritisak ako se gas nakupi. Pečat pomaže u smanjenju curenja, a metal može zaštititi unutrašnje delove i držati celu strukturu zajedno.
Unutar ćelije, jezgro je obično u obliku valjane strukture napravljene od pozitivnih i negativnih slojeva elektroda. Tanki separatori drže elektrode od dodirivanja, a još uvek dozvoljavaju jonima da prođu kroz elektrolit. Jezičci prikupljaju struju iz elektroda, a izolacioni delovi smanjuju mogućnost neželjenog električnog kontakta.
Nikl-kadmijum (Ni-CD) baterija Princip rada
| Proces | Šta se dešava unutar ćelije | Rezultat |
|---|---|---|
| Pražnjenje | Kadmijum oslobađa elektrone dok ih materijal na bazi nikla prihvata. | Baterija isporučuje električnu energiju na opterećenje. |
| Punjenje | Spoljni izvor napajanja preokreće reakciju i obnavlja aktivne materijale. | Baterija skladišti energiju za sledeću upotrebu. |
Ni-CD: Hemijske reakcije tokom punjenja i pražnjenja
| Režim | Pozitivna elektroda (nikl) | Negativna elektroda (kadmijum) | Ukupna reakcija |
|---|---|---|---|
| Pražnjenje | NiO(OH) → Ni(OH)₂ | Cd → Cd(OH)₂ | Cd + 2NiO(OH) → Cd(OH)₂ + 2Ni(OH)₂ |
| Punjenje | Ni(OH)₂ → NiO(OH) | Cd(OH)₂ → CD | Cd(OH)₂ + 2Ni(OH)₂ → Cd + 2NiO(OH) |
Ni-CD napon baterije i izlazno ponašanje
Ni-Cd baterije isporučuju prilično stabilan izlazni napon za većinu ciklusa pražnjenja, što pomaže uređajima da rade dosledno bez naglih padova snage. Napon počinje veći na početku, a zatim postepeno opada sporo i predvidljivo brzinom kao ćelija oslobađa uskladištenu energiju. Ova stabilna sekcija srednjeg dometa je jedan od razloga zašto su Ni-Cd ćelije poznate po pouzdanim performansama pod kontinuiranim opterećenjima.
Pred kraj perioda pražnjenja, napon pada mnogo brže, stvarajući oštro koleno u krivini. Ovaj strmi pad signalizira da je preostali kapacitet skoro potrošen i da je baterija blizu prekida, tako da se oprema može ugasiti ubrzo nakon ove tačke.
Ni-CD energetski kapacitet i isporuka energije
• Sposobnost visoke struje pražnjenja
• Održava stabilan napon pod opterećenjem
• Dug životni vek tokom ponovljenih ciklusa punjenja i pražnjenja
• Snažne performanse u hladnim okruženjima
KSNUMKS. Metode punjenja Ni-CD baterija
Sporo punjenje
Ovo je niska, stalna optužba koja se obavlja tokom dužeg vremena. Pomaže u laganom punjenju baterije i lakšim je za upravljanje.
Brzo punjenje
Ovo puni bateriju u kraćem vremenu. Trebalo bi da sadrži automatsko isključivanje tako da se punjenje zaustavlja kada je baterija puna.
Kapanje punjenja
Ovo je veoma mali naboj koji održava bateriju punom nakon završetka punjenja. Pomaže u održavanju napunjenosti bez zaustavljanja i ponovnog pokretanja često.
Ni-CD baterija Prekomerno punjenje i znakovi upozorenja na toplotu
• Baterija postaje neobično vruća
• Punjenje traje predugo
• Čudan miris ili curenje
• Oticanje ili odzračivanje
Ni-CD memorijski efekat i depresija napona
Ni-Cd baterije su često povezane sa efektom memorije, ali mnogi stvarni problemi sa performansama dolaze iz depresije napona. Oba mogu učiniti da se baterija oseća slabo, čak i ako se neka energija još uvek skladišti unutra.
Efekat memorije može se desiti kada se Ni-Cd baterija više puta puni nakon samo kratkog pražnjenja. Vremenom može početi da se ponaša kao da je to kraće vreme rada puni kapacitet. Depresija napona je drugačija jer baterija i dalje može držati upotrebljivu energiju, ali napon pada ranije nego što se očekivalo i uzrokuje da se uređaji ranije ugase.
KSNUMKS. Ni-CD baterija za samopražnjenje i brigu o skladištenju
| Faktor skladištenja | Efekat | Najbolja praksa |
|---|---|---|
| Visoka temperatura | Brže samopražnjenje i brže starenje | Čuvati na hladnom mestu |
| Dugo vreme skladištenja | Privremeni pad korisnog kapaciteta | Napunite pre ponovne upotrebe |
| Predugo se skladišti potpuno napunjen | Dodatni stres na bateriji tokom vremena | Izbegavajte da ga ostavljate potpuno napunjenog duže vreme |
Uobičajeni problemi sa neuspehom nikl-kadmijumske baterije
Gubitak elektrolita od nagomilavanja toplote
Ponovljeno zagrevanje može polako isušiti bateriju iznutra, što smanjuje performanse i skraćuje njen vijek trajanja.
Oštećenje separatora i unutrašnji kratki spojevi
Ako se separator pokvari, pozitivni i negativni delovi mogu dodirnuti, uzrokujući kratak i iznenadni kvar.
Raste unutrašnji otpor
Kako baterija stari, može se boriti da glatko isporuči snagu, čak i ako se i dalje puni.
Slabe ili neuravnotežene ćelije u bateriji
Jedna slaba ćelija može povući ceo paket, što dovodi do kraćeg vremena rada i neravnomernog punjenja.
Dugoročno preopterećenje
Držanje Ni-Cd baterije na predugo punjenje može stvoriti stres unutra i ubrzati habanje.
KSNUMKS. Ni-CD baterija Sigurno rukovanje i pravilno recikliranje
• Izbegavajte kratki spoj nikl-kadmijumske (Ni-Cd) baterije kako biste sprečili pregrevanje i oštećenje
• Nemojte bušiti, lomiti ili otvarati Ni-Cd bateriju jer štetni materijali mogu iscuriti
• Držite Ni-Cd baterije dalje od plamena i visoke toplote kako biste smanjili rizik od požara
• Čuvajte Ni-Cd baterije dalje od metalnih predmeta kako biste zaustavili slučajni kontakt sa terminalima
• Uvek koristite odobrene programe za reciklažu kako biste bezbedno odložili Ni-Cd baterije i pratili pravila zaštite životne sredine
Zaključak
Ni-Cd baterije obezbeđuju stabilan napon za većinu ciklusa pražnjenja i mogu da podnesu ponovljeno punjenje i pražnjenje dobro. Pravilno punjenje pomaže u sprečavanju pregrevanja, otoka, curenja i ranog pada napona. Uslovi skladištenja utiču na samopražnjenje i dugoročne performanse. Poznavanje uobičajenih problema sa kvarovima, znakova upozorenja i sigurnih koraka za reciklažu podržava bolje rukovanje baterijama i smanjuje rizike od kadmijuma.
Često postavljana pitanja [FAK]
Koji je normalan napon Ni-Cd ćelije?
Ni-Cd ćelija je 1.2V nominalna.
Mogu li napuniti Ni-Cd bateriju pomoću NiMH punjača?
Ne. Koristite punjač napravljen za Ni-Cd da biste izbegli pogrešno prekid i pregrevanje.
Kako da znam da li je Ni-Cd baterija slaba?
Brzo pada napon pod opterećenjem, brzo se isprazni ili se zagreva rano tokom punjenja.
Koja temperatura je najbolja za punjenje Ni-Cd baterija?
Napunite na hladnoj, stabilnoj temperaturi. Izbegavajte vruće ili smrzavanje.
Zašto Ni-Cd baterije gube snagu brže od pojedinačnih ćelija?
Zato što jedna slaba ćelija može smanjiti performanse celog pakovanja.
Šta je preokret ćelija u Ni-Cd bateriji?
To se dešava kada je slaba ćelija prisiljena da prođe prazna i ošteti se obrnutim naponom.