Nikelio-kadmio baterija yra nuolatinės įtampos šaltinis. Dėl savo savybių ir pranašumų jis ima viršų švino rūgštis baterijomis ir populiarėja pastaruoju metu. Jis yra mažas, kompaktiškas, lengvai keliauja iš vienos vietos į kitą. Bendras šios baterijos naudojimas yra žaislai, skaičiuotuvai, maži Nuolatinės srovės varikliai Iš esmės, tai yra tas pats, kas švino akumuliatoriaus baterijos. Metalas valcuojamas su kadmio ir separatoriaus sluoksniais ir laikomas redoksu, kad cheminė reakcija sukurtų nuolatinę įtampą. Baterijos buvo populiarios ilgą laiką, o siekiant padidinti baterijos efektyvumą, naudojama vis daugiau cheminių elementų. Tai daro konstrukciją kompaktišką.

Kas yra nikelio-kadmio baterija?

Tai prietaisas, gaminantis nuolatinę įtampą, pagrįstą chemine reakcija tarp susijusių medžiagų. Nikelio-kadmio baterijose redokso medžiaga naudojama kaip pagrindas, o aplinkui - nikelio sluoksnis ir separatorius. Nikelio-kadmio elementų įtampa yra apie 1,2 V. Sujungus nuosekliai, 3–4 elementai yra supakuoti kartu, kad gautų 3,6–4,8 V išėjimą.

Nikelio-kadmio baterijų dizainas

Nikelio-kadmio baterijų teorija

Nikelio-kadmio baterijų veikimo principas yra toks pat kaip ir kitų. Siekiant pagerinti efektyvumą, naudojamas nikelis ir kadmis. Baterija yra nuolatinės įtampos šaltinis, todėl ją turi sudaryti du potencialūs taškai, ty teigiami ir neigiami arba dar vadinami anodu ir katodu. Nikelio-kadmio baterijose pirmiausia aplink redoksą laikomas nikelio oksido NiO2 sluoksnis.

Šis nikelio oksido sluoksnis veikia kaip katodo sluoksnis. Virš nikelio oksido sluoksnio laikomas KaOH sluoksnis, kuris veikia kaip separatorius. Reikia pažymėti, kad šis separatoriaus sluoksnis turi būti įmirkytas vandenyje arba drėgnas. Jo paskirtis - suteikti reikalingus OH neigiamus jonus cheminei reakcijai. Virš separatoriaus sluoksnio dedamas kadmis. Kadmio sluoksnis veikia kaip nikelio-kadmio baterijos anodas. The nikelio-kadmio baterijos schema yra parodyta žemiau.

“kaip konvertuoti AC į DC be transformatoriaus ”

Nikelio-kadmio baterijų schema

Kaip parodyta, diagramoje nikelis veikia kaip teigiamas elektrodas kolekcininkas o kadmio sluoksnis veikia kaip neigiamo sluoksnio surinkėjas. Tarp dviejų sluoksnių esantis separatorinis sluoksnis susideda iš KOH arba NaOH. Jo paskirtis - suteikti OH jonų. Be šių, jis taip pat susideda iš apsauginio vožtuvo, sandarinimo plokštės, izoliacinio žiedo, izoliacinės tarpinės ir išorinio korpuso.

Izoliatoriaus žiedo paskirtis yra izoliacija tarp dviejų sluoksnių. Izoliatoriaus tarpinė yra vieta, kur šalia laikomas izoliacijos žiedas. Separatorius sluoksnis yra prijungtas prie šio žiedo. Išorinis korpusas turi apsaugoti vidinius sluoksnius nuo išorinių veiksnių, tokių kaip akumuliatoriaus pažeidimai ir netinkamas naudojimas. Reikia pažymėti, kad dėl tešloje vykstančių cheminių reakcijų visada pavojinga dirbti su akumuliatoriumi.

Akumuliatoriaus korpusas niekada neatidaromas, nes visi sluoksniai yra atidengti ir tai gali pakenkti besinaudojančiam asmeniui. Panašiai, kai nenaudojama, rekomenduojama išimti bateriją iš prietaiso.

Nikelio kadmio baterijų lygtys

Cheminės reakcijos, apibūdinančios cheminę reakciją, gali būti pateiktos kaip

Pirmoji lygtis atspindi katodo sluoksnio nikelio ir separatoriaus reakciją. Tai suteikia nikelio oksido OH jonų išvestį. Separatoriaus sluoksnio poreikis, kaip minėta anksčiau, suteikia OH jonų, reikalingų cheminei reakcijai. Kad gautų H20, pradinei reakcijai separatorinis sluoksnis mirkomas vandeniu. Vėliau H2O gaunamas kaip vienas iš šalutinių produktų.

Anodo pusėje kadmio sluoksnis taip pat derinamas su OH jonais, kurie gaunami iš separatoriaus sluoksnio. Dėl to susidaro kadmio oksidas ir elektronai. Galima pažymėti, kad abiejų lygčių elektronai yra panaikinami. Taip pat OH jonai atšaukiami. Priminimo lygtį pateikia trečioji lygtis, kur nikelis yra derinamas su kadmiu ir vandeniu. Dėl jo susidaro nikelio oksidas ir kadmio oksidas.

Nikelio-kadmio baterijos temperatūros diapazonas

Nikelio akumuliatoriaus temperatūros diapazonas yra nuo 0 iki 45 laipsnių Celsijaus kraunant ir nuo -20 iki 65 laipsnių Celsijaus iškraunant. Virš šio temperatūros diapazono baterija neveikia ir yra net sprogimo tikimybė.

Toksiškumas nikelio-kadmio baterijoms

Nikelio-kadmio baterija yra labai toksiška žmogaus organizmui. Kadmis yra sunkusis metalas, keliantis keletą pavojų žmogaus organizmui. Kadmis netgi turi fiziologinį poveikį sistemai. Vidutinis kadmio kiekis žmogaus organizme yra maždaug 1 mikrogramas litre. Tai turi tiesioginį poveikį virškinimo sistemai. Panašiai nikelis taip pat yra nuodingas žmogaus kvėpavimo sistemai.

Nikelio-kadmio baterijos įtampa

Apskritai, kiekviena nikelio-kadmio baterijos įtampa būtų maždaug 1,2 V. Elementų skaičius yra sujungtas nuosekliai arba lygiagrečiai, kad gautų reikiamą įtampą. Be įtampos, jo savitoji energija yra apie 50–60 Wh / kg. Tai yra vidutiniškai aukštas nei nikelio-geležies, bet santykinai mažiau nei nikelio-cinko ir nikelio-metalo hidrido baterijos.

Savitoji galia yra 200 W / kg. Tai yra vidutiniškai aukštesnė nei nikelio-geležies, bet santykinai mažiau nei nikelio-cinko ir nikelio-metalo hidrido baterijų. Nikelio metalo baterijoms jis siekia apie 170–1000. Jei tai yra nikelio ir geležies baterijos, tai yra apie 100. Energijos efektyvumas yra apie 70–75%. Tai yra vidutiniškai aukštesnė nei nikelio-geležies, bet santykinai mažiau nei nikelio-cinko ir nikelio-metalo hidrido baterijų. Nikelio-metalo baterijoms jis siekia apie 70–80%. Jei tai geležies nikelio baterijos, tai yra apie 60–70%.

“nuolatinę srovę gamina ”

Nikelio-kadmio baterijos konstrukcija

Konstrukcinė nikelio-kadmio baterija yra tokia pati kaip švino rūgšties baterijos. Jis susideda iš trijų pagrindinių sluoksnių. Pirmasis yra nikelio sluoksnis, tada separatorinis sluoksnis ir kadmio sluoksnis. Nikelis veikia kaip teigiamo elektrodo kolektorius, o kadmio - kaip neigiamo sluoksnio kolektorius.

Tarp dviejų sluoksnių esantis separatorinis sluoksnis susideda iš KOH arba NaOH. Jo paskirtis - suteikti OH jonų. Be šių, jis taip pat susideda iš apsauginio vožtuvo, sandarinimo plokštės, izoliacinio žiedo, izoliacinės tarpinės ir išorinio korpuso. Izoliatoriaus žiedo paskirtis yra izoliacija tarp dviejų sluoksnių. Izoliatoriaus tarpinė yra vieta, kur šalia laikomas izoliacijos žiedas. Separatorius sluoksnis yra prijungtas prie šio žiedo.

Išorinis korpusas turi apsaugoti vidinius sluoksnius nuo išorinių veiksnių, tokių kaip akumuliatoriaus pažeidimai ir netinkamas naudojimas. Reikia pažymėti, kad dėl tešloje vykstančių cheminių reakcijų visada pavojinga dirbti su akumuliatoriumi. Sluoksniai kartu su separatoriniu sluoksniu suformuoja reikiamą cheminę reakciją ir sudaro potencialų skirtumą.

Veikia nikelio kadmio baterija

Nikelio-kadmio baterijos veikimas pagrįstas chemine reakcija, vykstančia tarp sluoksnių. Akumuliatorius, kuris yra nuolatinės įtampos šaltinis, susideda iš dviejų prievadų, ty anodo ir katodo. Gaminant akumuliatorių, kadmio sluoksnis pirmiausia laikomas ant redokso. Kadmio sluoksnis veikia kaip katodo terminalas. Kadmis yra viena iš sunkiųjų medžiagų ir pasižymi geromis laidumo savybėmis. Virš kadmio sluoksnio laikomi separatoriniai sluoksniai.

Separatoriaus sluoksnio paskirtis yra pateikti reikalingus OH jonus cheminė reakcija . OH jonai reikalingi reakcijai tarp katodo sluoksnio nikelio ir separatoriaus. Tai suteikia nikelio oksido OH jonų išvestį. Separatoriaus sluoksnio poreikis, kaip minėta anksčiau, suteikia OH jonų, reikalingų cheminei reakcijai. Kad gautų H20, pradinei reakcijai separatorinis sluoksnis mirkomas vandeniu.

Vėliau H2O gaunamas kaip vienas iš šalutinių produktų. Anodo pusėje kadmio sluoksnis taip pat derinamas su OH jonais, kurie gaunami iš separatoriaus sluoksnio. Dėl to susidaro kadmio oksidas ir elektronai. Galima pažymėti, kad abiejų lygčių elektronai yra panaikinami. Taip pat OH jonai atšaukiami. Priminimo lygtį pateikia trečioji lygtis, kur nikelis yra derinamas su kadmiu ir vandeniu. Dėl jo susidaro nikelio oksidas ir kadmio oksidas. Po cheminės reakcijos vyksta elektronų srautas, dėl kurio atsiranda potencialų skirtumas tarp dviejų gnybtų.

Nikelio kadmio baterijų tipai

Nikelio-kadmio baterijos klasifikuojamos tik atsižvelgiant į dydį ir turimą įtampą. Pagal dydį jis gali būti AAA, AA, A, Cs, C, D arba F dydžio. Visi šie dydžiai turi skirtingas išėjimo įtampos specifikacijas. Kai kurie iš jų yra cilindro formos vamzdžio formos, o kai kurie iš jų yra stačiakampio formos dėžutės formos išorinėje dėžutėje.

Privalumai ir trūkumai

Nikelio kadmio baterijos privalumai yra

Pateikia didelę srovės galią
Tai toleruoja per didelius mokesčius
Jis atlaiko iki 500 įkrovimo ciklų

Nikelio kadmio baterijos trūkumai yra

Kadmis nėra ekologiška medžiaga
Mažesnė temperatūros tolerancija, palyginti su kitomis baterijomis.

Nikelio kadmio baterijų programos

Jis turi įvairias programas, pavyzdžiui, žaislus, mažus nuolatinės srovės variklius, skaičiuotuvus, ventiliatorius, kompiuterius ir kt.

Taigi mes matėme programų, darbo ir išsamią informaciją nikelio-kadmio baterija . Reikia žinoti, kokios yra kitos medžiagos, kurias galima derinti su nikeliu, nes kadmis turi pavojingą poveikį.