原创物联网行业中的常用电池方案_镍镉电池

 2024-9-29 12:20  70 1 1 分类: 物联网

镍镉电池简介

镍镉(NiCd)电池是一种二次电池它由镍和镉两种金属作为正负极材料电解液为氢氧化钾溶液，是最早应用于手机、超科等设备的电池种类，它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单，一般使用以下反应放电：

镍镉电池的优点

1、“结实”、价格便宜;

镍镉电池是最早出现的干式充电电池，现技术成熟、价格低廉，售价仅碱性电池的四倍，实际使用相当于500节糊式锌锰电池，故使用费非常低。它的正极采用氧化镍，负极为氧化镉，电解质为氢氧化钾。额定电压1.2伏，出厂时为放电状态，初始电压不高于1.0伏。这是假冒充电电池或旧充电电池与新品的明显区别。

2、放电平台稳定

满充电时的最大电压可达1.6V~1.8V，开始工作后，很快就回落在额定电压上。此后能保持很长时间的稳定电压值，到电量用完时，才迅速下跌。

3、自放电低镍镉电池的最终放电电压为1.0 V。自放电率大，达25%~28%/月，不宜充满电保存。镍镉电池内阻极小，能提供特别大的放电电流，短路电流可达6A，并且放电电压稳定。

4、耐过充电池

镍镉电池应采用恒流充电，可大电流充电。由于电量充足后，若继续充电，电压反而会下降，故可用负电压增量(-AV)自动控制，结束充电。若充足后继续充电，电能将全部转化成热能，电池发热剧烈，温升可达(AT/t)来自动结束充电。镉电池的一大优点为过充电的危险性不大，涓流充电的话，过充电对电池几乎没有影响。故可以用廉价的半波整流串电阻限流的定电压充电器充电，开始电流较大，此后逐步减小，不需具备定时或充足自动结束功能。稍好的可用大电充恒流快速充电方式，定时自动切断电源。

镍镉电池的缺点

1、能量密度比低

电池容量小，镍镉电池的能量重量比50Wh/Kg，能量体积比150Wh儿，是几种充电电池中最差的。由能量体积比不高，5号镉电池的容量只与糊式锌锰电池持平，约500mAh.

2、有记忆效应

镍氢和镍镉电池的工作电压都是1.2V。但是镍氢的体积比能量比镍镉电池高。镍镉电池有很强的记忆效应，镍氢的记忆效应很小。

3、对环境有污染

同时镍镉电池中含有重金属镉，目前已经禁止使用。但是由于镉电池优异的大倍率放电性能，在很多电动工具方面，镍氢电池还不能代替镍镉电池。

4、寿命短

与镍氢电池和锂电池的使用寿命相比，要更短些

镍镉电池保养

电池寿命是指使用一段时间后，充放电的容量下降到标称容量的80%之前进行的充放电次数，并非不能充放电或完全失效才是电池的寿命；自放电率是指电池充足电后长时间放置不用的情况下缓慢自行放电的现象。自放电率低表明长时间放置后容量下降少。

对于外出拍摄节目或新闻采访，一般均使用便携式摄录设备，与便携摄录设备配套使用的电池，能否高效、优质的连续长时间工作提保证拍摄工作顺利进行的至关重要的一环。电池功能的正常发挥与我们电视、电教工作者在日常工作中的正确使用与精心保养密切相关，因此使用和保养问题应该引起我们的重视。

1、在日常工作中，应该熟悉自己使用电池所属类型，它所具有的基本特点和性能。这对于指导我们正确的使用和保养，具有十分重要的意义，对于延长电池的使用寿命也是极为重要的。

2、充电时，室温最好控制在10℃－30℃之间进行，右高于30摄氏度最好采取降温措施，避免因电池内部过热发生变形；室温低于5摄氏度时，会造成充电不足，影响电池的使用寿命。

3、电池经一段时间的使用后，由于放电程度不同和老化或多或少的存在充电不足和性能下降的情况，一般情况下镍镉电池可在10次左右的充放电循环之后，进行一次过充电。方法是延长充电时间比正常充电时间延长一倍左右。具体举例如下：用SONY的BC--1WA(B)充电器对NP-1电池充电，在绿灯闪烁时为快速充电，绿灯停止闪烁长亮时快速充电结束点滴充电开始，延长点滴充电时间时，点滴充电时间为过充电时间，过充电时间以3－4小时为宜。

4、电池充放电应严格按要求规范操作，切忌长期过充、过放或经常充电不足。放电不彻底、电池使用时长期小电流深度放电或短路都是造成电池容量下降、寿命缩短的重要因素。长此以往违章使用操作不仅会影响使用，而且势必会影响电池的容量与寿命。

5、在常用BC-1WA(B)充电器中，电池充电过程应一次完成，不可中途断电或在快速充电结束后，电池处于高温状态，而重新接通电源，使得充电器再次给电池快速充电，结果会造成过充电。在使用中当电池告警指示灯闪烁告警时，应及时更换电池，避免电池过量放电。

6、镍镉电池长期不用时勿需充电保存，但须将电池放电至终止电压后(摄录机电池告警灯闪烁)方可封装存放在原包装纸盒或用布、纸包装后，置于干燥、通风处存放。

废旧电池回收

处理程序

镍镉电池是一种碱性蓄电池，它的正极板为氢氧化镍，负极板为镉，电解质是氢氧化钾或氢氧化钠溶液。镍镉电池含有大量的Ni、Cd和Fe，其中Ni是钢铁、电器、有色合金、电镀等方面的重要原料，Cd是电池、颜料和合金等方面用的稀有金属且有巨毒，报废后必须进行回收。为了回收镍镉电池中的镉、镍、铁材料和塑料，一般采用下列处理程序：

(1)机械拆卸和排出电解液：分离大电池的支架、壳体，排出的KOH常用酸中和成钾盐后弃去。

(2)粉碎、筛分和物理分离：根据不同物料的粒度、磁化率进行筛分和磁选分离。获得细粒电极物料和粗粒不锈钢、铁废料及塑料，后两类分别用酸中和、水洗后另行回收。

(3)化学冶金处理：对活性电极材料进行化学冶金处理，以获得金属镉、镍或它们的化合物试剂。

回收工艺

废弃镍镉电池再生利用技术一般分为火法技术和湿法技术两大类型。

火法工艺简单，能有效回收纯Cd，防止Cd污染环境，并能回收铁组金属，在美国、瑞典、法国及日本等发达国家获得了较多的工业应用。但火冶法要在90~1000℃高温条件下进行，能耗较高，需处理大量高温含尘炉气，金属回收率和产品纯度也有待提高。

传统的湿法冶金工艺目前尚无法回收原料中的少量Co，且电解条件要求严格。因此，为更有效从废Ni、Cd电池中回收有价金属，除不断完善传统工艺外，国内外还在研究新的处理工艺。其中，溶剂萃取法和氨水浸出法是两种较有应用前景的回收工艺。