Nikel-kadmiyum piller veya piller

Nikel-kadmiyum piller, Waldmar Jungner tarafından icat edilen ikincil elektrik enerjisi kaynaklarıdır. 19. yüzyılın sonlarında İsveç'te geliştirilen bu cihaz, bir gövde, iki elektrot (anot ve katot), bir ayırıcı ve bir elektrolitten oluşmaktadır. Elektrotların ve elektrolit çözeltisinin yapımında kullanılan malzeme bakımından diğer pillerden farklıdır. Bu farklılıklar pilin teknik özelliklerini önemli ölçüde etkiler.

Tasarım ve çalışma prensibi

Nikel-kadmiyum piller (NiCd), nikel hidroksit (NiOOH), kadmiyum (Cd) ve suyun (H₂O) tersinir reaksiyonları yoluyla kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürme prensibiyle çalışır.₂O). Sonuç olarak nikel hidroksit Ni(OH) oluşur.₂ ve Cd(OH)₂, görünüyor EMF.

Bir bataryada meydana gelen kimyasal reaksiyonlar:

Şarj sırasında: 2Ni(OH)₂+ Cd(OH)₂ → 2NiOOH + Cd + 2H₂O

Deşarj sırasında: 2NiOOH + Cd + 2H₂O → 2Ni(OH)₂+ Cd(OH)₂

Nikel-kadmiyum piller, nikel ve kadmiyum elektrotlarının bir ayırıcı ile ayrıldığı yoğun bir metal kılıf içinde üretilir ve elektrolit olarak alkali bir çözelti (potasyum hidroksit) kullanılır. Anot, nikel hidroksit ve iletken bir malzemenin karışımıyla kaplanmış bir folyo veya çelik tel örgüdür. Katot da çelik örgü veya folyodur ve hücrelere kadmiyum süngerimsi metal preslenir.

Çeşitler

Nikel-kadmiyum piller Şekillerine göre şunlardır:

1. Silindirik olanlara ikinci bir isim verildi: "banklar".
2. Düz - disk veya "tablet"

Silindirik boyut aralığı, çeşitli temel standart tiplerden oluşmaktadır:

Atama	Çap, mm	Uzunluk, mm	Ağırlık, g
A	17	50	32
AA	14.2	50	21
AAA	10.5	44.5	10
1/2 SC	23	26	30
SC (alt C)	23	43	52
C	26	46	72
D	33	58	105-145
F	33	91	231
SF (süper F)	41.4	89.1	393

 

Disk piller veya "tabletler" eski ülkelerde oldukça popülerdi. SSCBSovyet "tabletlerinin" modern kadmiyum analogları saatlerde, fotoğraf flaşlarında kullanılmaktadır. işitme cihazlarıKameralar, el fenerleri.

Özellikler

1. Bir elemanın nominal gerilimi 1,2 V'tur.
2. Çalışma sıcaklığı aralığı: +40 ile -50 derece arası.^OİLE.
3. Tam şarj-deşarj döngüsü sayısı 100 ile 1000 arasında değişirken, modern ve geliştirilmiş modeller 2000 döngüye kadar ulaşabiliyor.
4. Kendi isteğiyle taburcu olma oranı ayda yaklaşık %10'dur.

Avantajlar

Nikel-kadmiyum pillerin diğerlerine göre bir dizi avantajı vardır:

• Sıfırın altındaki sıcaklıklarda çalışma imkanı.
• Hızlı şarj hızı ve yavaş pil deşarjı.
• Aşırı endüstriyel koşullar altında çalışma (şok, darbe, yüksek yükler, artan toz, sıfırın altındaki sıcaklıklara karşı dayanıklılık).
• Çoklu şarj-deşarj döngüsü – 1000 veya daha fazla.
• Uzun kullanım ömrü - 10 yıla kadar.
• Şarj edilmediğinde bile uzun raf ömrü – yaklaşık 5 yıl.
• Nispeten düşük maliyetli.

Kusurlar

Dezavantajları şunlardır:

• Hafıza etkisi, tamamen boşalmamış bir kadmiyum pilin şarj edilmesi sırasında kapasite kaybına neden olur.
• İçeriğindeki maddelerin zehirli olması nedeniyle, imha sırasında çevresel güvenlik düzenlemelerine uyulması zorunludur.
• Kendiliğinden deşarj - tam şarjlı bir nikel-kadmiyum pil, bir yıl depolandıktan sonra tamamen deşarj olur.
• Uzun süreli depolama sonrasında bataryanın eski haline dönme süreci, birkaç tam şarj-deşarj döngüsü gerektirir.
• Tek bir pilin düşük voltajı 1,2 V'tur. Pilin çıkış voltajını artırmak için birkaç pil seri olarak bağlanır.

Başvuru

Kadmiyum piller, Özellikleri nedeniyle yüksek akım tüketimi ve yüksek çalışma yükü olan cihazlarda kullanılırlar:

• Nehir ve deniz taşımacılığı.
• Hava taşımacılığı - uçaklar, helikopterler.
• Elektrikli kara ulaşım araçları - tramvaylar, troleybüsler.
• Askeri teçhizat.
• Endüstriyel üretim - elektrikli otomobiller.
• Elektrikli el aletleri - matkaplar, tornavidalar.
• Ev aletleri - elektrikli tıraş makineleri, el fenerleri.
• Radyo mühendisliği – taşınabilir interkomlar, radyo kontrollü oyuncaklar.

Sonuçlar, öneriler

• Ni-CD piller, içlerindeki kimyasal reaksiyonlar endotermik olduğu için çalışma sırasında ısınmazlar; yani üretilen ısı emilir. Bu özellik, aşırı ısınma riskini azaltır ve kullanım ömrünü uzatır.
• Sıkıca kapatılmış, dış etkenlere (sıcaklık ve basınç değişiklikleri, kimyasal bozulma) dayanıklı bir muhafazaya sahip olması, nikel-kadmiyum pilleri kendiliğinden tutuşmaya karşı dirençli hale getirir.
• Endüstriyel tesislerde, kadmiyum piller yeni modern muadillerine rağmen 10-20 yıl boyunca güvenilir bir şekilde hizmet vermeye devam eder ve bu nedenle değiştirilmeleri gerekmez.

Nikel-kadmiyum pillerin ömrünü uzatmak için doğru şekilde şarj edilmeleri gerekir:

• Yüksek kaliteli şarj için özel şarj cihazları (ZU) kullanmanız gerekmektedir.
• Tamamen boşalmamış bir pili şarj etmeniz önerilmez; bu durumda kristalleşme meydana gelir, maddenin yüzey alanı azalır ve kapasite.
• Aşırı ısınma ve elektrolitteki su miktarının azalması sonucu oluşan sürekli şarj işlemi, elektrotların ve ayırıcının bozulmasına yol açacaktır.
• Yetersiz şarj, NiCd pilin ömrünü kısaltır.
• "Hafıza etkisini" ortadan kaldırmak için, pil kapasitesinin birkaç şarj-deşarj döngüsü gerçekleştirilerek eski haline getirilmesi gerekir.
• Şarj işlemi en iyi 20°C sıcaklıkta gerçekleştirilir.^OİLE.