Co je to nikl-kadmiová baterie: Práce a její aplikace

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Nikl-kadmiová baterie je zdrojem stejnosměrného napětí. Díky svým vlastnostem a výhodám přebírá kontrolu kyselina olovnatá - baterie na bázi a získávání popularity v poslední době. Je malý, kompaktní a snadno cestovatelný z jednoho místa na druhé. Obecné použití této baterie jsou hračky, kalkulačky, malé Stejnosměrné motory Princip je stejný jako u olověných akumulátorů. Kov se válcuje s vrstvami kadmia a separátoru a udržuje se v redoxu, takže chemická reakce produkuje stejnosměrné napětí. Baterie jsou již dlouho populární a ve snaze zvýšit účinnost baterie se používá stále více chemických prvků. Díky tomu je konstrukce kompaktní.

Co je to nikl-kadmiová baterie?

Jedná se o zařízení, které produkuje stejnosměrné napětí na základě chemické reakce mezi zúčastněnými látkami. V nikl-kadmiové baterii se redoxní materiál používá jako základ a kolem ní se používá vrstva niklu a oddělovač. Napětí nikl-kadmiového článku je kolem 1,2 V. Při sériovém zapojení jsou obecně zabaleny 3 až 4 články, aby se získal výstup 3,6 až 4,8 V




Provedení nikl-kadmiové baterie

Provedení nikl-kadmiové baterie

Teorie nikl-kadmiové baterie

Princip fungování nikl-kadmiové baterie je stejný jako u ostatních baterií. Pro zlepšení účinnosti se používá nikl a kadmium. Baterie je zdrojem stejnosměrného napětí, proto se musí skládat ze dvou potenciálních bodů, tj. Kladného a záporného nebo také nazývaného anoda a katoda. V nikl-kadmiové baterii je nejprve kolem redoxu udržována vrstva oxidu nikelnatého NiO2.



Tato vrstva oxidu niklu působí jako katodová vrstva. Nad vrstvou oxidu niklu je udržována vrstva KaOH, která působí jako separátor. Je třeba poznamenat, že tato separační vrstva musí být namočena ve vodě nebo vlhku. Jeho účelem je poskytnout požadované OH negativní ionty pro chemickou reakci. Nad separační vrstvou je umístěno kadmium. Kadmiová vrstva funguje jako anoda pro nikl-kadmiovou baterii. The diagram nikl-kadmiové baterie je zobrazen níže.

Schéma nikl-kadmiové baterie

Schéma nikl-kadmiové baterie

Jak je znázorněno na obrázku, nikl působí jako kladná elektroda kolektor a vrstva kadmia působí jako sběrač negativní vrstvy. Separační vrstva mezi dvěma vrstvami je tvořena KOH nebo NaOH. Jeho účelem je poskytovat ionty OH. Kromě toho se také skládá z pojistného ventilu, těsnicí desky, izolačního kroužku, izolačního těsnění a vnějšího pouzdra.

Účelem izolačního kroužku je zajistit izolaci mezi dvěma vrstvami. Těsnění izolátoru je místo, kde je poblíž udržován izolační kroužek. Oddělovací vrstva je připojena k tomuto kruhu. Vnější pouzdro slouží k ochraně vnitřních vrstev před vnějšími faktory, jako je poškození a nesprávná manipulace s baterií. Je třeba poznamenat, že v důsledku chemických reakcí probíhajících v těstíčku je vždy nebezpečné pracovat s baterií.


Pouzdro baterie není nikdy otevřeno, protože jsou odkryty všechny vrstvy a může to poškodit osobu, která jej používá. Podobně, když se nepoužívá, se doporučuje vyjmout baterii ze zařízení.

Rovnice nikl-kadmiové baterie

Chemické rovnice představující chemickou reakci lze uvést jako

První rovnice představuje reakci mezi niklem katodové vrstvy a separátorem. Poskytuje výstup iontů oxidu nikelnatého OH. Potřeba separační vrstvy, jak již bylo zmíněno výše, je poskytnout ionty OH potřebné pro chemickou reakci. Pro poskytnutí H20 je separační vrstva namočena vodou pro počáteční reakci. Později se jako jeden z vedlejších produktů získá H2O.

Na anodové straně je kadmiová vrstva také kombinována s OH ionty, které se získávají z oddělovací vrstvy. Výsledkem je oxid kademnatý a elektrony. Je možné poznamenat, že elektrony v obou rovnicích jsou zrušeny. Také ionty OH budou zrušeny. Rovnice připomenutí je dána třetí rovnicí, kde je nikl kombinován s kadmiem a vodou. Výsledkem je oxid nikelnatý a oxid kademnatý.

Rozsah teplot nikl-kadmiové baterie

Teplotní rozsah niklové baterie je 0 až 45 stupňů Celsia během nabíjení a -20 až 65 stupňů Celsia během vybíjení. Mimo tento teplotní rozsah baterie nefunguje a existuje dokonce šance na výbuch.

Toxicita nikl-kadmiové baterie

Nikl-kadmiová baterie je pro lidské tělo velmi toxická. Kadmium je těžký kov, který pro lidské tělo představuje několik rizik. Kadmium má dokonce na systém fyziologický účinek. Průměrná přítomnost kadmia v lidském těle je přibližně 1 mikrogram na litr. Má přímý účinek na trávicí systém. Podobně je nikl také jedovatý pro lidský dýchací systém.

Napětí nikl-kadmiové baterie

Obecně by každé napětí pro nikl-kadmiovou baterii bylo přibližně 1,2 V. Počet článků je zapojen do série nebo paralelně, aby se získalo požadované napětí. Kromě napětí je jeho specifická energie kolem 50-60 Wh na kg. To je mírně vyšší než u nikl-železných, ale relativně méně než u nikl-zinkových a nikl-metal hydridových baterií.

Specifický výkon je 200 W na kg. To je mírně vyšší než nikl-železo, ale relativně méně než nikl-zinkové a nikl-metal hydridové baterie. U nikl-kovových baterií je to kolem 170-1000. U nikl-železných baterií je to kolem 100. Energetická účinnost je kolem 70-75%. To je mírně vyšší než nikl-železo, ale relativně méně než nikl-zinkové a nikl-metal hydridové baterie. U nikl-kovových baterií je to kolem 70-80%. U nikl-železných baterií je to kolem 60-70%.

Konstrukce nikl-kadmiové baterie

Konstrukčně je nikl-kadmiová baterie stejná jako olověné baterie na bázi kyseliny. Skládá se ze tří základních vrstev. První je vrstva niklu, poté separační vrstva a vrstva kadmia. Nikl působí jako sběrač kladných elektrod a kadmiová vrstva jako sběrač záporných vrstev.

Separační vrstva mezi dvěma vrstvami je tvořena KOH nebo NaOH. Jeho účelem je poskytovat ionty OH. Kromě toho se také skládá z pojistného ventilu, těsnicí desky, izolačního kroužku, izolačního těsnění a vnějšího pouzdra. Účelem izolačního kroužku je zajistit izolaci mezi dvěma vrstvami. Těsnění izolátoru je místo, kde je poblíž udržován izolační kroužek. Oddělovací vrstva je připojena k tomuto kruhu.

Vnější pouzdro slouží k ochraně vnitřních vrstev před vnějšími faktory, jako je poškození a nesprávná manipulace s baterií. Je třeba poznamenat, že v důsledku chemických reakcí probíhajících v těstíčku je vždy nebezpečné pracovat s baterií. Vrstvy spolu se separační vrstvou vytvářejí požadovanou chemickou reakci a tvoří potenciální rozdíl.

Nikl-kadmiová baterie funguje

Práce nikl-kadmiového akumulátoru je založena na chemické reakci probíhající mezi vrstvami. Baterie, která je zdrojem stejnosměrného napětí, se skládá ze dvou portů, tj. Anody a katody. Při výrobě baterie je nejprve udržována redoxní vrstva kadmia. Kadmiová vrstva působí jako katodová svorka. Kadmium je jedním z těžkých materiálů a má dobré vodivé vlastnosti. Nad vrstvou kadmia jsou udržovány separační vrstvy.

Účelem separační vrstvy je poskytnout požadované OH ionty pro chemická reakce . OH ionty jsou potřebné pro reakci mezi niklem katodové vrstvy a separátorem. Poskytuje výstup iontů oxidu nikelnatého OH. Potřeba separační vrstvy, jak již bylo zmíněno výše, je poskytnout ionty OH potřebné pro chemickou reakci. Pro poskytnutí H20 je separační vrstva namočena vodou pro počáteční reakci.

Později se jako jeden z vedlejších produktů získá H2O. Na anodové straně je kadmiová vrstva také kombinována s OH ionty, které se získávají z oddělovací vrstvy. Výsledkem je oxid kademnatý a elektrony. Je možné poznamenat, že elektrony v obou rovnicích jsou zrušeny. Také ionty OH budou zrušeny. Rovnice připomenutí je dána třetí rovnicí, kde je nikl kombinován s kadmiem a vodou. Výsledkem je oxid nikelnatý a oxid kademnatý. Po chemické reakci následuje tok elektronů, který způsobuje rozdíl potenciálů na dvou svorkách.

Typy nikl-kadmiových baterií

Klasifikace nikl-kadmiové baterie se provádí pouze na základě velikosti a dostupného napětí. Na základě velikosti může mít velikost AAA, AA, A, Cs, C, D nebo F. Všechny tyto velikosti přicházejí s různými specifikacemi výstupního napětí. Některé z nich jsou válcovité ve tvaru trubky a některé z nich jsou v obdélníkovém krabicovém vnějším pouzdře.

Výhody a nevýhody

Výhody nikl-kadmiové baterie jsou

  • Poskytuje vysoký proudový výstup
  • Snáší přebíjení
  • Vydrží až 500 cyklů nabíjení

Nevýhody nikl-kadmiové baterie jsou

  • Kadmium není ekologický materiál
  • Menší tolerance vůči teplotě ve srovnání s jinými bateriemi.

Aplikace nikl-kadmiových baterií

Má různé aplikace, jako jsou hračky, malé stejnosměrné motory, kalkulačky, ventilátory, počítače atd.

Proto jsme viděli aplikace, fungování a podrobnosti nikl-kadmiová baterie . Je třeba vidět, jaké další materiály lze kombinovat s niklem, protože kadmium má nebezpečné účinky.