A nikkel-kadmium (Ni-Cd) akkumulátorok újratölthető akkumulátorok, amelyek nagy áramú kimenetről és állandó feszültségről ismertek használat közben. Nikkel- és kadmiumanyagokat használnak lúgális elektrolittal az ionok töltés és kisülés során történő mozgatására. Mivel a kadmium mérgező, biztonságos kezelésre és megfelelő újrahasznosításra van szükség. Ez a cikk információkat nyújt a Ni-Cd akkumulátoralkatrészekről, munkavégzési lépésekről, töltésről és karbantartásról.
Nikkel-kadmium (Ni-CD) akkumulátor áttekintése
A nikkel-kadmium (Ni-Cd) akkumulátorok újratölthető akkumulátorok, amelyek nagy áramot biztosítanak és használat közben stabil feszültséget tartanak fenn. Nikkelalapú vegyületeket használnak a pozitív elektródához, a negatív elektródához pedig kadmiumalapú anyagokat. A cellán belüli lúgos elektrolit támogatja az ionmozgást a töltés és kiürülés során.
A Ni-Cd akkumulátorokat évek óta használják, mert jól bírják a nehéz körülményeket. Használatuk csökkent, mert a kadmium mérgező, és szigorú újrahasznosítási és megszabadítási szabályokat követel.
Fő részek egy ni-cd cellán belül
A Ni-Cd cella több belső alkatrészt tartalmaz, amelyek zárt, biztonságosan és stabil áramellátásra képesek. A felső rész tartalmazza a kupakot, a fedelet és a szellőzőnyílást, amelyek segítenek a cella bezárásában, miközben gáz felgyülemlése esetén nyomást engednek. A tömítés segít csökkenteni a szivárgást, és a fém megvédi a belső részeket, valamint összetartja a teljes szerkezetet.
A cellán belül a mag általában egy pozitív és negatív elektródarétegekből álló gördített szerkezet formája. A vékony elválasztók megakadályozzák, hogy az elektródák érintkezzenek, miközben az ionok áthaladhatnak az elektroliton. A fülek áramot gyűjtenek az elektródákról, és a szigetelő alkatrészek csökkentik a nem kívánt elektromos érintkezés esélyét.
Nikkel-kadmium (Ni-CD) akkumulátor működési elv
| Folyamat | Mi történik a cellában | Eredmény |
|---|---|---|
| Kibocsátás | A kadmium elektronokat bocsát ki, míg a nikkelalapú anyag elfogadja azokat. | Az akkumulátor elektromos energiát juttatja a terheléshez. |
| Töltés | Egy külső energiaforrás visszafordítja a reakciót és helyreállítja az aktív anyagokat. | Az akkumulátor energiát tárol a következő használatra. |
Ni-Cd kémiai reakciók a töltés és kiürítés során
| Mód | Pozitív elektród (nikkel) | Negatív elektród (kadmium) | Általános reakció |
|---|---|---|---|
| Kibocsátás | NiO(OH) → Ni(OH)₂ | CD → CD(OH)₂ | CD + 2NiO(OH) → CD(OH)₂ + 2Ni(OH)₂ |
| Töltés | Ni(OH)₂ → NiO(OH) | CD(OH)₂ → CD | Cd(OH)₂ + 2Ni(OH)₂ → CD + 2NiO(OH) |
Ni-CD akkumulátor feszültsége és kimeneti viselkedése
A Ni-Cd akkumulátorok a kitöltő ciklus nagy részében viszonylag stabil kimeneti feszültséget biztosítanak, ami segít az eszközöknek következetesen működni hirtelen teljesítménykiesés nélkül. A feszültség elején magasabbra indul, majd lassan és kijelenthető ütemben csökken, ahogy a sejt tárolt energiát szabadít fel. Ez a stabil középtartományú szakasz az egyik oka annak, hogy a Ni-Cd cellák megbízható teljesítményükről ismertek folyamatos terhelések mellett.
A kisülési időszak végéhez közeledve a feszültség sokkal gyorsabban csökken, ami éles térdcsapást eredményez a görbén. Ez a meredek zuhanás azt jelzi, hogy a megmaradt kapacitás már majdnem kimerült, és az akkumulátor közel van a lekapcsoláshoz, így a berendezések hamarosan leállhatnak ezen a ponton.
Ni-Cd energiakapacitás és energiaellátás
• Nagy kisülés áram képesség
• Folyamatos feszültséget tart terhelés alatt
• Hosszú ciklus élettartama ismétlődő töltés- és kisülési ciklusok között
• Erős teljesítmény hideg környezetben
Ni-Cd akkumulátor töltési módszerek
Lassú Töltés
Ez egy alacsony, egyenletes töltés, amit hosszabb idő alatt végeznek. Segít finoman tölteni az akkumulátort, és könnyebb kezelni.
Gyors töltés
Ez rövidebb idő alatt tölti fel az akkumulátort. Automatikus lekapcsolást kellene tartalmaznia, hogy a töltés leálljon, amikor az akkumulátor tele van.
Csepegtető Töltés
Ez egy nagyon kis töltés, ami a töltés után is tele marad az akkumulátorral. Segít fenntartani a töltést anélkül, hogy gyakran megállnánk vagy újraindítanád.
Ni-Cd akkumulátor túltöltése és hőfigyelmeztető jelek
• Az akkumulátor szokatlanul felmelegszik
• A töltés túl sokáig tart
• Furcsa szag vagy szivárgás
• Duzzadás vagy szellőzés
Ni-Cd memóriahatás és feszültségcsökkenés
Az Ni-Cd akkumulátorokat gyakran összekapcsolják a memóriahatással, de sok valódi teljesítményprobléma a feszültségcsökkenésből fakad. Mindkettő gyengének érezheti az akkumulátort, még akkor is, ha még valamennyi energia is tárolt benne.
Memóriahatás akkor jelentkezhet, amikor egy Ni-Cd akkumulátort ismételten újratöltenek csak rövid lemerülés után. Idővel úgy kezdhet viselkedni, mintha a rövidebb futás teljes kapacitás lenne. A feszültségcsökkenés más, mert az akkumulátor még mindig tárolhatja a használható energiát, de a feszültség korábban csökken, mint várt, és az eszközök hamarabb leállnak.
Ni-Cd akkumulátor önkitöltési és tárolási karbantartás
| Tárolási tényező | Hatás | Legjobb gyakorlat |
|---|---|---|
| Magas hőmérséklet | Gyorsabb önkiürülés és gyorsabb öregedés | Tárolj egy menő helyen |
| Hosszú tárolási idő | Ideiglenes csökkenés a használható kapacitásban | Töltés újratöltés a használat előtt |
| Túl sokáig tároltam teljesen feltöltve | Idővel extra terhelés az akkumulátorra | Kerüld a teljes töltést hosszú időre |
Gyakori nikkel-kadmium akkumulátor hibaproblémák
Elektrolitveszteség a hőfelhalmozódásból
Az ismételt fűtés lassan kiszáríthatja az akkumulátort belülről, ami csökkenti a teljesítményt és rövidíti az élettartamát.
Szeparátor károsodása és belső rövidzárlatok
Ha a szeparátor meghibásodik, a pozitív és negatív részek érintkezhetnek, ami rövid és hirtelen meghibásodást okoz.
Növekvő belső ellenállás
Ahogy az akkumulátor idősebb, nehézséget okozhat a zökkenőmentes áramellátással, még akkor is, ha még töltődik.
Gyenge vagy kiegyensúlyozatlan cellák egy akkumulátorcsomagban
Egy gyenge sejt lehúzhatja az egész csomagot, ami rövidebb futáshoz és egyenetlen töltéshez vezethet.
Hosszú távú túltöltés
Ha túl sokéig tartod egy Ni-Cd akkumulátort, az belső feszültséget okozhat és felgyorsíthatja a kopást.
Ni-CD akkumulátor biztonságos kezelés és megfelelő újrahasznosítás
• Kerüld a Nickel-Cadmium (Ni-Cd) akkumulátor rövidzárlatát, hogy elkerülje a túlmelegedést és a károsodást
• Ne szúrd ki, ne törd össze vagy nyisson ki egy Ni-Cd akkumulátort, mert káros anyagok szivároghatnak ki
• Tartsd távol a Ni-Cd akkumulátorokat a lángoktól és a magas hőtől, hogy csökkentsék a tűzveszélyt
• Tároljuk a Ni-Cd akkumulátorokat távol fém tárgyaktól, hogy elkerüljék a véletlen érintkezést a terminálokkal
• Mindig alkalmazzon jóváhagyott újrahasznosítási programokat a Ni-Cd elemek biztonságos megszabadulásához és a környezetvédelmi szabályok betartásához
Összegzés
A Ni-Cd akkumulátorok stabil feszültséget biztosítanak a kisülési ciklus nagy részében, és jól bírják az ismétlődő töltést és kisülést. A megfelelő töltés segít megelőzni a túlmelegedést, a duzzanatot, a szivárgást és a korai feszültségesést. A tárolási feltételek befolyásolják az önkiürülést és a hosszú távú teljesítményt. A gyakori hibaproblémák, figyelmeztető jelek és biztonságos újrahasznosítási lépések ismerete elősegíti az akkumulátor jobb kezelését és csökkenti a kadmium kockázatait.
Gyakran Ismételt Kérdések [GYIK]
Mi a normál feszültség egy Ni-Cd cellában?
Egy Ni-Cd cella 1,2V névleges.
Tölthetek Ni-Cd akkumulátort NiMH töltővel?
Nem. Használj egy Ni-CD-re készült töltőt, hogy elkerüld a rossz lezárást és a túlmelegedést.
Honnan tudhatom, hogy egy Ni-Cd akkumulátor gyenge?
Terhelés alatt gyorsan csökken a feszültség, gyorsan elfogy, vagy töltés közben korán felmelegszik.
Milyen hőmérséklet a legjobb Ni-Cd akkumulátorok töltéséhez?
Tölts hűvös, stabil hőmérsékleten. Kerüld a forró vagy fagyos körülményeket.
Miért veszítenek gyorsabban az áramot a Ni-Cd akkumulátorcsomagok, mint az egyes cellák?
Mert egyetlen gyenge cella csökkentheti az egész csomag teljesítményét.
Mi az a cella visszafordítás egy Ni-Cd akkumulátorcsomagban?
Ez akkor történik, amikor egy gyenge cellát kiürítenek, és a fordított feszültség károsítja.