镉镍电池的性能


发布日期:2020-04-17

 
       镉镍电池性能通常是指物理性能和电性能。物理性能包括:

       ①电池外形尺寸、体积和质量;

       ②电池内阻;

       ③热性能。

       电性能包括:

       ①充、放电性能;

       ②荷电保持能力;

       ③循环寿命;

       ④活性物质利用率;

       ⑤自放电特性。
 
       镉镍电池的标准电动势为1.33V ,充足电时的开路电压可达14V以上。当电池放置一段时间后 ,开路电压降至135V左右。
 
       电池开路电压高于电动势是由于充电终期在氧化镍电极上产生大量高价氧化镍,放置后开路电压下降,是由于高价镍不稳定而分解所致。
 
       ( 1 )镉镍电池的充、放电特性从充电曲线可知,充电过程电压上升,当电压超过1.55V时电解液中的水将被电解,电极上析出气体,致使充电效率降低。镉镍电池的充电电压与充电制度有关。充电电流越大,充电电压越高;温度越高,充电电压越低。在正常充电制度下,充电效率约85%。
 
       镉镍电池的放电曲线较为平稳, 一般以0.2C放电,放电电压稳定在1.2V左右。放电容量与放电制度、活性物质利用率、电解液密度、放电温度等有关。

       镉镍电池的低温放电性能优于其他电池,但在低温下,电解液比电导下降,黏度变大,密度极化增大,电池内阻增大,会使电池容量降低。镉-镍电池在0°C时的放电容量约为25°C时放电容量的90% ,在-20°C仍可放出70%左右。当镉镍电池在较高温度下工作时,电解液比电导增大,黏度下降,使电池放电容量增加。但当温度超过50°C时,会使正极充电效率下降,也会影响电池容量。

       大气中的CO2会在负极表面生成一层导电性差的CdCO,沉积物,降低活性物质利用率。因此,对开口式镉镍电池,应控制电解液中碳酸盐含量低于20%,一般可用更换电解液的方法或在电解液面上加注一层液体石蜡的方法来减少CdCO,沉积物。

       电解液中含Li、Ba、Co对氧化镍电极起活化作用,而Mg、Fe、SiO2等对氧化镍电极起毒化作用。Ti、 Ca对镉电极起毒化作用,而镍的氧化物及变压器油对镉电极有活化作用。

       ( 3)自放电特性
 
       对充足电的氧化镍电极,氧化电位处于电位-pH图的水稳定区以外,正极中的高价氧化镍及吸附氧不稳定,会产生如下反应负极镉在电解液中非常稳定,因此,镉镍电池自放电小。但高速率放电的电池,由于电极比表面积大,自放电也较大。
       (4)电池寿命
 
       镉镍电池在各种蓄电池中是寿命最长的电池系列。

       蓄电池寿命是指在规定条件下,蓄电池的有效寿命期限,包括循环次数和使用年限。IEC标准与Q / VC标准规定的镉镍电池寿命见表1-7。
       (5)耐过充、过放能力镉镍电池耐过充、过放能力优于各种系列蓄电池。
 
       镉镍电池充电电流范围广,可按标准0.2C,充电,也可按0.5C,或0.05C;恒流充电。IEC标准耐过充电要求是:在20°C+5°C的环境温度下,以0 .1C,恒流充电持续时间应为14 ~ 16h。然后紧接着在20°C+5°C环境温度下,以0.03C,恒流充电28天。