镍镉蓄电池（Nickel-cadmium battery） 正极活性主要由镍制成，

　　负极活性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

　　电解液是溶液。其优点是轻便、抗震、寿命长，常用于小型电子设备。

　　中文名:镍镉蓄电池

　　外文名:Nickel-cadmium battery

　　电解液通:或溶液

　　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

　　1工作原理

　　编辑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，电解液通常为或溶液

　　。当温度较高时，使用密度为1.17～1.19（15℃时）的溶液。当温度较低时，使用密度为1.19～1.21（15℃时）的

　　溶液。在-15℃以下时，使用密度为1.25~1.27（15℃时）的溶液。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）的溶液。为了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，正极板上的活性变为氢氧化镍〔NiOOH〕，负极板上的活性变为金属镉；镍镉电池放电后，正极板上的活性变

　　为氢氧化亚镍，负极板上的活性变为氢氧化镉。

　　2化学反应

　　编辑放电中的化学反应

　　（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

　　正极板上的活性是氢氧化镍（NiOOH）晶体。镍为正三价离子（Ni3+），晶格中每两个镍离子可从外电路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电子，生成镉原子附着在极板上，而氢氧根离子溶

　　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析出。从上述电极反应可以看出，氢摒

　　化钠或并不直接参与反应，只起导电作用。从电池反应来看，充电中生成水分子，放电中消耗水分子，因此充、放电中

　　电解液浓度变化很小，不能用密度计检测充放电程度。

　　3相关概念编辑端电压

　　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。

　　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，在高温下，为了电池容量，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4%~5%，在40℃时，容量可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，极板活性的化学反应也逐步。 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，使蓄电池容量显着

　　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

　　。和溶液的电阻系数随密度而变。18℃时溶液和溶液的电阻系数小。

　　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

　　镍镉蓄电池GNC20，电工网讯:在能源转型升级和国内能源形势日益严峻的背景下，能源消费、供给、技术、体制和能源合作将成为我国十三五以及未来相当一段时期内能源发展的指导思想，其核心是推动我国能源转型，建立清洁低碳、的现代能源体系，保障能源，确保经济社会发展、能源消费和生态三者良性互动，新能源、分布式逐步成为电力行业发展的重点，成为未来推动我国能源结构转型升级、落实能源的重要抓手。1智能化新能源是能源的主战场能源消费确立为能源首位。目前我国GDP单位能耗是全球平均水平的1.38倍，能源消费的重点是能源综合、、合理利用，主要通过全民节能、强制节能、能源梯级合理利用、用能多元化、用能清洁化、需求侧等实现(见图1)。

　　(a)恒定控制(b)恒定电压控制图2-3下垂控制示意图下垂控制既可以工作在带载的情况，也可以工作在多机并联的情况下。在组建微电网时候，可以使用下垂控制建立微电网的电压，在无上层控制的情况下，逆变器可以根据本地设置参数分配的负荷；在有上层控制的情况下，逆变器按照上层控制器设置的参数运行,同时还可以根据自身情况选择是否进行二次调频。（3）VSG控制虚拟同步机（VSG）控制是一种基于同步发电机暂态模型的新型微电网逆变电源控制,借鉴同步发电控制中调速器和励磁调节器的控制来设计变流器的控制器，使微源的输出特性类似一个同步发电机，对电力具有更加友好的并性，便于使用电力中成熟的对微源进行调度，同时外特性接近同步机，有利于电力的建模分析，避免了现在并网变流器模型多样给电力分析带来的困难。