Nikkeli-kadmiumakut tai -paristot

Nikkeli-kadmiumakut ovat Waldmar Jungnerin keksimiä toissijaisia ​​sähköenergian lähteitä. 1800-luvun lopulla Ruotsissa laite koostui kotelosta, kahdesta elektrodista – anodista ja katodista – erottimesta ja elektrolyytistä. Se eroaa muista akuista elektrodien ja elektrolyyttiliuoksen valmistusmateriaalin osalta. Nämä erot vaikuttavat merkittävästi akun teknisiin ominaisuuksiin.

Suunnittelu ja toimintaperiaate

Nikkeli-kadmiumakut (NiCd) toimivat periaatteella, jossa kemiallinen energia muunnetaan sähköenergiaksi nikkelihydroksidin (NiOOH), kadmiumin (Cd), veden (H₂O). Seurauksena muodostuu nikkelihydroksidia Ni(OH).₂ ja Cd(OH)₂, ilmestyy Sähkömagneettinen kenttä.

Akussa tapahtuvat kemialliset reaktiot:

Latauksen aikana: 2Ni(OH)₂+ Cd(OH)₂ → 2NiOOH + Cd + 2H₂O

Purkauksen aikana: 2NiOOH + Cd + 2H₂O → 2Ni(OH)₂+ Cd(OH)₂

Nikkeli-kadmiumakut valmistetaan tiheässä metallikotelossa, jonka sisällä nikkeli- ja kadmiumelektrodit on erotettu toisistaan ​​erottimella, ja elektrolyyttinä toimii emäksinen liuos (kaliumhydroksidi). Anodi on folio- tai teräsverkko, joka on päällystetty nikkelihydroksidin ja johtavan materiaalin seoksella. Katodi on myös teräsverkko tai folio, jonka kennoihin on puristettu kadmiummin muotoista metallia.

Lajikkeet

Nikkeli-kadmiumakut muodon mukaan ne ovat:

1. Sylinterimäiset - ne saivat toisen nimen - "pankit".
2. Litteä - levy tai "tabletti"

Sylinterimäinen kokovalikoima koostuu useista perustyypeistä:

Nimitys	Halkaisija, mm	Pituus, mm	Paino, g
A	17	50	32
AA	14.2	50	21
AAA	10.5	44,5	10
1/2 SC	23	26	30
SC (ali C)	23	43	52
C	26	46	72
D	33	58	105–145
F	33	91	231
SF (super F)	41.4	89.1	393

 

Levyakut tai "tabletit" olivat melko suosittuja entisten maissa NeuvostoliittoNeuvostoliiton "tablettien" nykyaikaisia ​​kadmium-analogeja käytetään kelloissa, valokuvavaloissa, kuulolaitteet, kameroita, taskulamppuja.

Ominaisuudet

1. Yhden elementin nimellisjännite on 1,2 V.
2. Käyttölämpötila-alue: +40 - -50^OKANSSA.
3. Täyden latauksen ja purkauksen mahdollisuus on 100–1000, nykyaikaiset parannetut mallit saavuttavat 2000 sykliä.
4. Itsepurkautumisnopeus on noin 10 % kuukaudessa.

Edut

Nikkeli-kadmiumakuilla on useita etuja muihin verrattuna:

• Mahdollisuus käyttää pakkasen puolella lämpötiloissa.
• Nopea latausnopeus ja hidas akun purkautuminen.
• Käyttö äärimmäisissä teollisuusolosuhteissa (iskunkestävyys, iskunkestävyys, suuret kuormitukset, lisääntynyt pöly, pakkaslämpötilat).
• Useita lataus- ja purkaussyklejä – 1000 tai enemmän.
• Pitkä käyttöikä - jopa 10 vuotta.
• Pitkä säilyvyysaika, jopa lataamattomana – noin 5 vuotta.
• Suhteellisen alhaiset kustannukset.

Puutteet

Haittoja ovat:

• Muistiefekti on kapasiteetin menetys, kun kadmiumakkua ladataan, jos sitä ei ole purettu kokonaan.
• Sisällön myrkyllisyys tarkoittaa, että hävitettäessä on noudatettava ympäristöturvallisuusmääräyksiä.
• Itsepurkautuminen - täyteen ladattu nikkeli-kadmiumakku purkautuu kokonaan vuoden säilytyksen jälkeen.
• Akun palautuminen pitkäaikaisen säilytyksen jälkeen kestää useita täysiä lataus- ja purkausjaksoja.
• Yhden kennon matala jännite on 1,2 V. Akun lähtöjännitteen nostamiseksi useita kennoja kytketään sarjaan.

Hakemus

Kadmiumakut, Ominaisuuksiensa vuoksi niitä käytetään laitteissa, joilla on suuri virrankulutus ja suuret käyttökuormat:

• Joki- ja meriliikenne.
• Lentoliikenne - lentokoneet, helikopterit.
• Maanpäällinen sähköinen liikenne - raitiovaunut, johdinautot.
• Sotilasvarustus.
• Teollinen tuotanto - sähköautot.
• Sähkötyökalut - porat, ruuvimeisselit.
• Kodinkoneet - sähköparranajokoneet, taskulamput.
• Radiotekniikka – kannettavat sisäpuhelimet, radio-ohjattavat lelut.

Johtopäätökset, suositukset

• Ni-CD-akut eivät kuumene käytön aikana, koska niiden sisällä olevat kemialliset reaktiot ovat endotermisiä, eli syntyvä lämpö imeytyy. Tämä ominaisuus vähentää ylikuumenemisen riskiä ja pidentää akun käyttöikää.
• Tiiviin, suljetun kotelon läsnäolo, joka kestää aggressiivisia ulkoisia vaikutuksia (lämpötilan ja paineen muutokset, kemiallinen tuhoutuminen), tekee nikkeli-kadmiumakuista kestäviä itsesyttymiselle.
• Teollisuuslaitoksissa kadmiumakut toimivat edelleen luotettavasti 10–20 vuotta uusista nykyaikaisista analogeista huolimatta, eivätkä siksi vaadi vaihtoa.

Nikkeli-kadmiumakkujen käyttöiän pidentämiseksi ne on ladattava oikein:

• Korkealaatuista latausta varten sinun on käytettävä erityisiä latureita (ZU).
• Ei ole suositeltavaa ladata akkua, joka ei ole täysin purkautunut - kiteytyminen tapahtuu, aineen pinta-ala pienenee ja kapasiteetti.
• Jatkuva lataus – joka johtuu ylikuumenemisesta ja elektrolyytin vesimäärän vähenemisestä – johtaa elektrodien ja erottimen tuhoutumiseen.
• Alilataus lyhentää NiCd-akun käyttöikää.
• "Muistiefektin" poistamiseksi akun kapasiteetti on palautettava suorittamalla useita lataus-purkausjaksoja.
• Latausprosessi suoritetaan parhaiten 20 asteen lämpötilassa^OKANSSA.