니켈-카드뮴 배터리는 발트마르 융너가 발명한 2차 에너지원입니다. 19세기 후반 스웨덴에서 개발된 이 장치는 하우징, 두 개의 전극(양극과 음극), 분리막, 그리고 전해액으로 구성됩니다. 이 배터리는 전극과 전해액을 만드는 데 사용되는 재료에서 다른 배터리와 차이를 보입니다. 이러한 차이점은 배터리의 기술적 특성에 상당한 영향을 미칩니다.
설계 및 작동 원리
니켈-카드뮴 배터리(NiCd)는 수산화니켈(NiOOH), 카드뮴(Cd), 물(H₂O)의 가역 반응을 통해 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 원리로 작동합니다.2O). 결과적으로 수산화니켈(Ni(OH)₂)이 생성됩니다.2 그리고 Cd(OH)2, 나타난다 EMF.
배터리 내부에서 발생하는 화학 반응:
충전 중: 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 → 2NiOOH + Cd + 2H2영형
방전 중: 2NiOOH + Cd + 2H2O → 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2
니켈-카드뮴 배터리는 밀도가 높은 금속 케이스 안에 제조되며, 그 안에 니켈과 카드뮴 전극이 분리막으로 분리되어 있고, 알칼리 용액(수산화칼륨)이 전해액으로 사용됩니다. 음극은 수산화니켈과 전도성 물질의 혼합물로 코팅된 호일 또는 강철 와이어 메쉬입니다. 음극 또한 강철 메쉬 또는 호일이며, 카드뮴 스펀지 금속이 셀 내부에 압착되어 있습니다.
품종
니켈-카드뮴 배터리 형태에 따라 다음과 같습니다.
- 원통형 모양의 것들은 "은행"이라는 또 다른 이름을 얻었습니다.
- 평평한 - 디스크 또는 "태블릿"
원통형 크기 범위는 몇 가지 기본 표준 유형으로 구성됩니다.
| 지정 | 지름, mm | 길이(mm) | 무게, g |
| 에이 | 17 | 50 | 32 |
| AA | 14.2 | 50 | 21 |
| AAA | 10.5 | 44.5 | 10 |
| 1/2 SC | 23 | 26 | 30 |
| SC(하위 C) | 23 | 43 | 52 |
| 기음 | 26 | 46 | 72 |
| 디 | 33 | 58 | 105-145 |
| 에프 | 33 | 91 | 231 |
| SF(슈퍼 F) | 41.4 | 89.1 | 393 |
디스크형 배터리 또는 "태블릿"은 이전 국가들에서 꽤 인기가 있었습니다. 소련소련 시절의 "알약"과 유사한 현대 카드뮴 동위원소는 시계, 사진 플래시 등에 사용됩니다. 보청기카메라, 손전등.
형질
- 하나의 소자의 공칭 전압은 1.2V입니다.
- 작동 온도 범위: +40도 ~ -50도영형와 함께.
- 완전 충방전 가능 횟수는 100회에서 1000회 사이이며, 최근 개선된 모델은 2000회까지 도달합니다.
- 자발적 퇴원율은 매달 약 10%입니다.
장점
니켈-카드뮴 배터리는 다른 배터리에 비해 여러 가지 장점이 있습니다.
- 영하의 온도에서도 작동 가능합니다.
- 빠른 충전 속도와 느린 배터리 방전 속도.
- 극한의 산업 환경 조건(충격, 외부 충격, 고하중, 높은 분진, 영하의 온도)에서의 작동.
- 충방전 사이클 횟수 - 1000회 이상.
- 긴 수명 - 최대 10년.
- 충전하지 않은 상태에서도 보관 수명이 길어 약 5년 정도입니다.
- 상대적으로 저렴한 가격.
결점
단점은 다음과 같습니다.
- 메모리 효과란 완전히 방전되지 않은 카드뮴 배터리를 충전할 때 용량이 감소하는 현상입니다.
- 내부 내용물의 독성으로 인해 폐기 시 환경 안전 규정을 준수해야 합니다.
- 자가 방전 - 완전히 충전된 니켈-카드뮴 배터리는 1년 동안 보관하면 완전히 방전됩니다.
- 장기간 보관 후 배터리 성능을 회복하려면 여러 번의 완전 충방전 과정을 거쳐야 합니다.
- 단일 전지의 최저 전압은 1.2V입니다. 배터리의 출력 전압을 높이기 위해 여러 개의 전지를 직렬로 연결합니다.
애플리케이션
카드뮴 배터리, 이러한 특성 때문에 전류 소모량이 많고 작동 부하가 높은 장치에 사용됩니다.
- 강과 바다를 이용한 운송.
- 항공 운송 - 비행기, 헬리콥터.
- 지상 전기 교통수단 - 트램, 트롤리버스.
- 군사 장비.
- 산업 생산 - 전기 자동차.
- 전동공구 - 드릴, 스크루드라이버.
- 가정용 가전제품 - 전기면도기, 손전등.
- 무선 공학 – 휴대용 인터콤, 무선 조종 장난감.
결론 및 권고사항
- 니켈-카드뮴 배터리는 내부의 화학 반응이 흡열 반응이기 때문에 작동 중에 발열이 적습니다. 즉, 발생한 열이 흡수된다는 뜻입니다. 이러한 특성 덕분에 과열 위험이 줄어들고 수명이 연장됩니다.
- 외부의 가혹한 영향(온도 및 압력 변화, 화학적 파괴)을 견딜 수 있는 밀폐된 케이스 덕분에 니켈-카드뮴 배터리는 자연 발화에 강합니다.
- 산업 현장에서 카드뮴 배터리는 새로운 최신 배터리가 등장했음에도 불구하고 10~20년 동안 안정적으로 작동하므로 교체가 필요하지 않습니다.
니켈-카드뮴 배터리의 수명을 연장하려면 올바르게 충전해야 합니다.
- 고품질 충전을 위해서는 특수 충전기(ZU)를 사용해야 합니다.
- 배터리가 완전히 방전되지 않은 상태에서 충전하는 것은 권장하지 않습니다. 결정화가 발생하고 물질의 표면적이 감소하기 때문입니다. 용량.
- 과열 및 전해액 내 수분량 감소로 인해 발생하는 지속적인 재충전은 전극과 분리막의 파괴로 이어집니다.
- 배터리를 과소 충전하면 니켈 카드뮴 배터리의 수명이 단축됩니다.
- ‘메모리 효과’를 없애려면 여러 번의 충방전 과정을 통해 배터리 용량을 복원해야 합니다.
- 충전 과정은 20℃의 온도에서 진행하는 것이 가장 좋습니다.영형와 함께.
