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手機中鎳氫電池的充放電原理

作者:化工綜合網發布時間:2022-02-28分類:橡膠制品瀏覽:95


導讀:鎳鎘電池鎳鎘電池(Ni-Cd,Nickel-CadmiunBatteries,Ni-CdRechargeableBattery)是最早應用于手機、超科等設備的電池種類,它具...

鎳鎘電池鎳鎘電池(Ni-Cd,Nickel-Cadmiun Batteries, Ni-Cd Rechargeable Battery)是最早應用于手機、超科等設備的電池種類,它具有良好的大電流放電特性、耐過充放電能力強、維護簡單,一般使用以下反應放電: Cd+2NiO(OH)+2H2O=2Ni(OH)2+Cd(OH)2 充電時反應相反。 鎳鎘電池最致命的缺點是,在充放電過程中如果處理不當,會出現嚴重的“記憶效應”,使得服務壽命大大縮短。所謂“記憶效應”就是電池在充電前,電池的電量沒有被完全放盡,久而久之將會引起電池容量的降低,在電池充放電的過程中(放電較為明顯),會在電池極板上產生些許的小氣泡,日積月累這些氣泡減少了電池極板的面積也間接影響了電池的容量。當然,我們可以通過掌握合理的充放電方法來減輕“記憶效應”。此外,鎘是有毒的,因而鎳鎘電池不利于生態環境的保護。眾多的缺點使得鎳鎘電池已基本被淘汰出數碼設備電池的應用范圍。 原理分析 充電示意圖為于負極的鎘(Cd)和氫氧化鈉(NaOH)中的氫氧根離子(OH-)化合成氫氧化鎘,并附著在陽極上,同時也放出電子。電子沿著電線至陰極,和陰極的二氧化鎳與氫氧化鈉溶液中的水反應形成氫氧化鎳和氫氧根離子,氫氧化鎳會附著在陽極上,氫氧根離子則又回到氫氧化鈉溶液中,故氫氧化鈉溶液濃度不會隨著時間而下降。 放電反應式: 負極反應: Cd+2OH-→Cd(OH)2+2e- 正極反應: 2e-+NiO2+2H2O→Ni(OH)2+2OH- 總反應: Cd+NiO2+2H2O→Cd(OH)2+Ni(OH)2 充電反應式: 正極反應:Ni(OH)2+2OH-→ 2e-+NiO2+2H2O 負極反應:Cd(OH)2+2e-→ Cd+2OH- 總反應: Cd(OH)2+Ni(OH)2→Cd+NiO2+2H2O 充電的鎳鎘電池鎳鎘電池正極板上的活性物質由氧化鎳粉和石墨粉組成,石墨不參加化學反應,其主要作用是增強導電性。負極板上的活性物質由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成,氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴散性,防止結塊,并增加極板的容量。活性物質分別包在穿孔鋼帶中,加壓成型后即成為電池的正負極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其它電池相比,NiCd電池的自放電率(即電池不使用時失去電荷的速率超科電池)適中。NiCd電池在使用過程中,如果放電不完全就又充電,下次再放電時,就不能放出全部電量。比如,放出80%電量后再充足電,該電池只能放出80%的電量。這就是所謂的記憶效應。當然,幾次完整的放電/充電循環將使NiCd電池恢復正常工作。

鎳氫電池采用如圖所示的卷繞結構,同現今使用的鎘鎳電池結構相似,其基本結構是由被隔膜隔開的正負極片構成,隔離的正負極片卷繞在一起被插入金屬殼中,再注入少量電解液后將殼封口。

標簽:充放電鎳氫電池原理


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