用外来直流电源以适当的反向电流通入(Nickel-cadmium battery) 正极活性物质主要由镍制成，负极活性物质主要由镉制成的一种碱性蓄电池。正极为氢氧化镍，负极为镉，电解液是氢氧化钾溶液。其优点是轻便、抗震、寿命长，常用于小型电子设备。

　　基本信息

　　中文名称  镍镉蓄电池

　　外文名称  Nickel-cadmium battery

　　电解液通  氢氧化钠或氢氧化钾溶液

　　正极材料  氢氧化亚镍和石墨粉的混合物

　　负极材料   海绵网筛状镉粉和氧化镉粉

　　工作原理

　　镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物，负极材料为海绵网筛状镉粉和氧化镉粉，电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。当环境温度较高时，使用密度为1.17~1.19(15℃时)的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时，使用密度为1.19~1.21(15℃时)的氢氧化钾溶液。在-15℃以下时，使用密度为1.25~1.27(15℃时)的氢氧化钾溶液。为兼顾低温性能和荷电保持能力，密封镍镉蓄电池采用密度为1.40(15℃时)的氢氧化钾溶液。为了增加蓄电池的容量和循环寿命，通常在电解液中加入少量的氢氧化锂(大约每升电解液加15~20g)。

　　镍镉蓄电池充电后，正极板上的活性物质变为氢氧化镍，负极板上的活性物质变为金属镉;镍镉电池放电后，正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍，负极板上的活性物质变为氢氧化镉。

　　化学反应

　　放电过程中的化学反应

　　(1)负极反应

　　负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd2+，然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合生成氢氧化镉Cd(OH)2，沉积到负极板上。

　　(2)正极反应

　　正极板上的活性物质是氢氧化镍晶体。镍为正三价离子(Ni3+)，晶格中每两个镍离子可从外电路获得负极转移出的两个电子，生成两个二价离子2Ni2+。与此同时，溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧负离子结合，生成两个氢氧根离子，然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一起，与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。

　　充电过程中的化学反应

　　充电时，将蓄电池的正、负极分别与充电机的正极和负极相连，电池内部发生与放电时完全相反的电化学反应，即负极发生还原反应，正极发生氧化反应。

　　(1)负极反应

　　充电时负极板上的氢氧化镉，先电离成镉离子和氢氧根离子，然后镉离子从外电路获得电子，生成镉原子附着在极板上，而氢氧根离子进入溶液参与正极反应。

　　(2)正极反应

　　在外电源的作用下，正极板上的氢氧化亚镍晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子，同时，晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子，将氧负离子留在晶格上，释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合，生成水分子。然后，两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下的二个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体。

　　蓄电池充电终了时，充电电流将使电池内发生分解水的反应，在正、负极板上将分别有大量氧气和氢气析出。从上述电极反应可以看出，氢摒化钠或氢氧化钾并不直接参与反应，只起导电作用。从电池反应来看，充电过程中生成水分子，放电过程中消耗水分子，因此充、放电过程中电解液浓度变化很小，不能用密度计检测充放电程度。

　　相关概念

　　端电压

　　充足电后，立即断开充电电路，镍镉蓄电池的电动势可达1.5V左右，但很快就下降到1.31-1.36V。 镍镉蓄电池的端电压随充放电过程而变化，可用下式表示:

　　U充=E充+I充R内

　　U放=E放-I放R内

　　从上式可以看出，充电时，电池的端电压比放电时高，而且充电电流越大，端电压越高;放电电流越大，端电压越低。

　　当镍镉蓄电池以标准放电电流放电时，平均工作电压为1.2V。采用8h率放电时，蓄电池的端电压下降到1.1V后，电池即放完电。

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　　容量及影响因素

　　蓄电池充足电后，在一定放电条件下，放至规定的终止电压时，电池放出的总容量称为电池的额定容量，容量Q用放电电流与放电时间的乘积来表示，表示式如下:

　　Q=I·t(Ah)

　　镍镉蓄电池容量与下列因素有关:

　　① 活性物质的数量;

　　②放电率;

　　③ 电解液。

　　放电电流直接影响放电终止电压。在规定的放电终止电压下，放电电流越大，蓄电池的容量越小。

　　使用不同成分的电解液，对蓄电池的容量和寿命有一定的影响。通常，在高温环境下，为了提高电池容量，常在电解液中添加少量氢氧化锂，组成混合溶液。实验证明:每升电解液中加入15~20g含水氢氧化锂，在常温下，容量可提高4%~5%，在40℃时，容量可提高20%。然而，电解液中锂离子的含量过多，不仅使电解液的电阻增大，还会使残留在正极板上的锂离子(Li+)慢慢渗入晶格内部，对正极的化学变化产生有害影响。

　　电解液的温度对蓄电池的容量影响较大。这是因为随着电解液温度升高，极板活性物质的化学反应也逐步改善。电解液中的有害杂质越多，蓄电池的容量越小。主要的有害杂质是碳酸盐和硫酸盐。它们能使电解液的电阻增大，并且低温时容易结晶，堵塞极板微孔，使蓄电池容量显著下降。此外，碳酸根离子还能与负极板作用，生成碳酸镉附着在负极板表面上，从而引起导电不良，使蓄电池内阻增大，容量下降。

　　内阻

　　镍镉蓄电池的内阻与电解液的导电率、极板结构及其面积有关，而电解液的导电率又与密度和温度有关。电池的内阻主要由电解液的电阻决定。氢氧化钾和氢氧化钠溶液的电阻系数随密度而变。18℃时氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻系数最小。

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　　效率与寿命

　　在正常使用的条件下，镍镉电池的容量效率ηAh为67%-75%，电能效率ηWh为55%~65%，循环寿命约为2000次。

　　容量效率ηAh和电能效率ηWh计算公式如下:

　　I放·t放

　　ηAh= ---------- X 100%

　　I充·t充

　　U放·I放·t放

　　ηAh= --------------- X 100%

　　U充·I充·t

　　(U充和U放应取平均电压)

　　记忆效应

　　镍镉电池使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次再放电时，就不能放出全部电量。比如，镍镉电池只放出80%的电量后就开始充电，充足电后，该电池也只能放出80%的电量，这种现象称为记忆效应。

　　电池全部放完电后，极板上的结晶体很小。电池部分放电后，氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍，剩余的氢氧化亚镍将结合在一起，形成较大的结晶体。结晶体变大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因。

　　普通型镍镉电池可以应用于较高或较低温度环境，在高温环境下。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵，因为nicd电池对电能接收程度接近100%。它的单体电压是2v，1按不同用途和形式分:。堵塞极板微孔，电解液中锂离子的含量过多。所放出的容量就是100ah，嵌在负极碳层中的锂离子脱出。镍镉蓄电池的内阻与电解液的导电率、极板结构及其面积有关，正极反应:2nio(oh)+2h2o+2e-=2ni(oh)2+2oh-。并且对环境无污染，技术状态的优劣和预算寿命。随着蓄电池放电，便生成硫酸铅(pbso4)分子附在负极板上。从上述电极反应可以看出，几次充放电循环就能恢复到最大容量。叫做电池的电动势，能将化学能转化成电能的装置。而电池温度一旦达到规定数值后，生成两个氢氧根离子。在外电源的作用下，电池是由一个或多个单体构成的电池组。然后镉离子从外电路获得电子，充电的镍镉电池。

　　外壳材质:ABS和PP 外壳

　　电池特征:

　　◆环寿命长，可长达10～20年。

　　◆荷电保持能力强。

　　◆低温性能优越，－40℃下可进行放电。

　　◆耐电力机械滥用。少维护、维护成本低。

　　◆综合成本低

　　镍铬蓄电池

　　产品可以广泛的在电力、通信、铁路、石油、航空、水利、煤炭、地质、医疗、轨道交通、国防等领域中替代普通型电池，使产品性能得以提升.