Заряд и разряд никель-кадмиевых аккумуляторов

Рис. 168. Изменение напряжения в процессе заряда и разряда никель-кадмиевого аккумулятора при 20° С

ЗАРЯД И РАЗРЯД НИКЕЛЬ-КАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ [c.298]

Электролит, сепараторы и ход разряда и заряда никель-железных и никель-кадмиевых аккумуляторов [c.391]

Рис. 67. Зависимость емкости непроливаемых никель-кадмиевых аккумуляторов типа КН-14 от числа циклов заряд — разряд при различных режимах испыгания

Кривая разряда кадмиево-никелевого аккумулятора (рис. 52) проходит более плавно и лишь в конце имеет резкое падение. Среднее значение э. д. с. немного меньше, чем у железо-никеле-кого аккумулятора оно соответствует 1,2—1,25 в. Кривая заряда кадмиево-никелевого аккумулятора более благоприятна. Сначала наблюдается медленное повышение напряжения до 1,4— J, 5 в и только в конце заряда оно резко возрастает до 1,75—1,80 в. [c.147]

Подготовка к испытаниям на саморазряд никель-кадмиевых аккумуляторов (батарей) заключается в проведении двух тренировочных и одного контрольного цикла заряд—разряд. Во время контрольного цикла определяют начальную емкость каждого испытываемого аккумулятора или батареи. На последующем цикле проводят заряд нормальным зарядным током. Через 3 час после окончания заряда аккумуляторы и батареи закрывают пробками и оставляют в заряженном состоянии в течение 30 суток. Температура, при которой хранят аккумуляторы и батареи 20 5° С. Через 30 суток производят разряд нормальным током и определяют остаточную емкость после саморазряда. [c.68]

Существенное влияние а емкостные характеристики никель-кадмиевых аккумуляторов оказывает состав и концентрация электролита. В зависимости от условий эксплуатации, типа и конструкции аккумуляторов рекомендуемый состав электролита может меняться в широких пределах. Для работы при низких температурах, как правило, в качестве электролита используются растворы едкого кали плотностью 1,25—1,29, что связано со сравнительно низкой температурой замерзания этого электролита. Однако использование такого электролита при нормальной и особенно при повышенных температурах не рационально, так как при этом наблюдается сравнительно быстрое укрупнение зерен активной массы с увеличением числа циклов заряд—разряд и упорядочение кристаллической решетки гидра га закиси никеля, что, по мнению некоторых авторов [15], является одной из причин, ограничивающей срок службы окисно-никелевого электрода. В этом случае для повышения долговечности окисно-никелевого электрода рекомендуется использовать составной электролит, представляющий собой раствор едкого кали плотностью 1,18—1,23 с добавкой 10—15 г л едкого лития. Добавка гидрата окиси лития к электролиту для никель-кадмиевых и никель-железных, аккумуляторов была запатентована Эдисоном в 1908 г. Детальное изучение механизма действия лития и практическое использование этой добавки в отечественной аккумуляторной промышленности начато в 40-х годах [5, 16]. Действие добавки лития на окисно-никелевый электрод связано с тем, что окислы никеля обладают очень большой сорбционной способностью по отношению к ионам лития [5]. Сорбция на поверхности зерен гидрата закиси никеля ионов лития и возможность внедрения их в кристаллическую решетку из-за близости ионных [c.95]

Герметичные никель-кадмиевые аккумуляторы и батареи, в отличие от никель-кадмиевых аккумуляторов и батарей открытого типа, при вводе в эксплуатацию не требуют проведения длительной и трудоемкой операции, заключающейся в тренировке двумя-тремя циклами заряд — разряд. [c.168]

Следует отметить, что зарядные кривые герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов весьма нестабильны и зависят от многих факторов срока хранения, количества отработанных аккумулятором циклов заряд — разряд, условий эксплуатации и др. [c.171]

Изменение емкости герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов типа Д-0,06 в зависимости от количества циклов заряд — разряд при нормальной эксплуатации характеризуется кривой, изображенной на рис. 94. [c.182]

Одиннадцатый цикл является контрольным. На контрольном цикле заряд проводится нормальным зарядным током. Заряженные аккумуляторы или батареи помещают в холодильную камеру. Когда температура электролита достигнет —20 или —40°С (стандартом предусмотрены испытания при двух температурах), аккумуляторы или батареи разряжают нормальным током до конечного напряжения нормального режима разряда и определяют их среднюю емкость. Активная масса ламельных никель-кадмиевых и никель-железных аккумуляторов заключена в металлические перфорированные ламели, способствующие быстрому промораживанию аккумуляторов. Эти аккумуляторы имеют большое количество свободного электролита. Поэтому температура электролита определяет температуру всех частей аккумулятора. Никель-кадмиевые аккумуляторы с малым количеством свободного электролита и с тканевой сепарацией рекомендуется после достижения требуемой температуры электролита выдерживать дополнительно при этой температуре не менее двух часов. [c.36]

Рис. 70. Стеллаж для заряда и разряда щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов.

В новых герметичных никель-кадмиевых аккумуляторах емкость кадмиевого электрода обычно выше емкости ОНЭ на 20-70 %. Поэтому потенциал кадмиевого электрода в цикле заряда-разряда аккумулятора может считаться постоянным. [c.69]

Номинальная емкость никель-кадмиевых (НК), никель-железных (НЖ), серебряно-цинковых и иикель-цинковых аккумуляторов обычно должна получаться после двух-трех циклов заряд — разряд. [c.54]

Никель-кадмиевые и никель-железные аккумуляторы, в которых применяется составной электролит, должны выдерживать 750 циклов заряд—разряд с момента их изготовления и после гарантийных 3,5 лет хранения с сохранением величины отдаваемой емкости не ниже номинальной. Учитывая же практическую возможность использования аккумуляторов при несколько пониженной емкости, срок их службы можно считать более продолжительным. Снижение емкости на 25% против номинальной у НК и НЖ аккумуляторов происходит примерно к 1500 циклу. Фактический срок хранения НК и НЖ аккумуляторов во много раз превышает гарантированный. Известны случаи эксплуатации НК и НЖ аккумуляторов на протяжении более 25 лет. Срок службы и срок хранения НК и НЖ аккумуляторов должен учитываться при оценке экономической эффективности их эксплуатации. Так, например, если фактический максимальный срок эксплуатации кислотных аккумуляторов составляет 5 лет, а НК и НЖ аккумуляторов — 20 лет, то при оценке экономической эффективности это обстоятельство должно учитываться. При этом необходимо принять во внимание и эксплуатационные расходы на протяжении определенного отрезка времени. [c.119]

В реакциях (23) и (24) участвуют только твердые вещества, поэтому э. д. с. мало изменяется при заряде и разряде. Напряжение разомкнутого источника после заряда равно 1,44 В у никель-кадмиевого ЭА и 1,48 В у никель-железного. При хранении происходит выделение кислорода и напряжение уменьшается до 1,35 В. Напряжение аккумуляторов при разряде меньше напряжения без тока и резко снижается при увеличении тока (уменьшении времени разряда). Щелочные аккумуляторы выпускаются в виде ламельных и безламельных. В первом случае активные массы заключены в перфорированные коробки — ламели. Во втором случае применяются спеченные электроды. Аккумуляторы с металлокерамическими спеченными электродами имеют более высокие удельные характеристики. По способу исполнения ЭА подразделяются на открытые и герметичные аккумуляторы. У последних выделяющийся в конце заряда на положительном электроде кислород поглощается на отрицательном электроде [c.125]

Опыт эксплуатации отечественных никель-кадмиевых батарей большой емкости для космических аппаратов показывает, что особенно быстрые потери емкости имеют место в тех случаях, когда заряд ограничивается низким напряжением, а разряд - напряжением не ниже 1,1 В/ак [10]. Если же заряд прекращают при срабатывании сильфонного сигнализатора давления, а глубина циклирования не превышает 20 %, то выделившийся кислород не успевает восстанавливаться и избыточное давление в аккумуляторе постоянно выше 1 ати. При таком режиме эксплуатации увеличивается крутизна зарядных и разрядных характеристик. [c.86]

Никель-кадмиевые аккумуляторы не предназначены для работьи по методу заряд—разряд. Характерные кривьие заряда и разряда никель-кадмиевых аккумуляторов типа 5 приведены на рис. 6-11. Следует заметить, что характер зарядной кривой никель-кадмиевого аккумулятора более похож на зарядную кривую свинцово-кислотного аккумулятора, чем на кривую железо-никелевого аккумулятора, отличающуюся крутым ростом напряжения на зажимах в начальной стадии заряда. [c.298]

В растворе N (N03)2 пластины сильно корродируют, что ослабляет их прочность, однако при этом никель основы, переходящий в раствор в ее порах, оседает там в виде гидроксида, что ускоряет пропитку. Было предложено производить пропитку в растворе Ni (N03)2 при катодной поляризации током плотности 50А/м . При этом раствор в порах подщелачивается за счет выделения водорода, в результате осаждение гидроксида ускоряется, тогда как коррозия основ резко сокращается. Готовые пластины тщательно промывают водой, чтобы не занести в аккумуляторы ион NO3-, вызывающий коррозию и саморазряд пластин. Для отрицательных пластин основы сначала 5—7 с протравливают в растворе HNO3 (110 кг/м ), затем подсушивают при обдувке воздухом и пропитывают в растворе, содержащем 750—830 кг/м d b. Дальнейшие операции кристаллизация, обработка в растворе щелочи, промывка и сушка — проводятся аналогично описанным для положительных пластин. Для отрицательных пластин также применяется пропитка при катодной поляризации, но вместо подвода тока извне создается короткозамкнутый элемент из основ пластин и металлических кадмиевых анодов. В раствор при этом добавляют 100 кг/м d(N03)2 и 20—30 кг/мз №(N03)2. Пропитка в контакте с кадмием продолжается от 2 до 18 ч в зависимости от толщины пластин, затем следуют обработка в растворе КОН, промывка и сушка. Пропитанные основы поступают на формирование. Оно проводится раздельно с вспомогательными никелевыми электродами для положительных пластин в растворе, содержа.щем 130 кг/м КОН, а для отрицательных — 240—270 кг/м при 15—30° С. Пластины пропитывают в растворе щелочи 2 ч, а затем включают ток плотностью 60—100 A/м . При заряде пластинам сообщают количество электричества, равное 200% их расчетной емкости, разряд проводят до потенциала 1,5 В по цинковому электроду для положительных и 0,8 В для отрицательных пластин. Если пластины не отдают количества электричества, на которое они рассчитаны, формировочные циклы повторяют. Формированные пластины промывают, сушат и отправляют на сборку аккумуляторов. Для сборки разработаны механизированные линии. Существует ряд вариантов дополнительного формирования аккумуляторов, собранных из уже формированных безламельных пластин. Все они направлены на то, чтобы обеспечить надежность изделий и отобрать для сборки в батареи аккумуляторы, наиболее близкие по емкости. Это необходимо для того, чтобы при разряде батареи из последовательно включенных аккумуляторов ни один из них не оказался слабее остальных и не переполюсовался. Формирование аккумуляторов малых типов проводят на автоматических стендах, выключающих ток при достижении аккумуляторами заданных напряжений. Разбраковка готовых аккумуляторов по емкости также производится на автоматах. Одна из важнейших операций при сборке герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов — дозирование в них количества элект- [c.401]

Приготовление кадмиевых электродов для серебряно-кадмиевых аккумуляторов не отличается от их изготовления для никель-кадмиевых аккумуляторов. Перед сборкой аккумуляторов положительные электроды оборачивают капроновой или полипропиленовой тканью или нетканым материалом и по двум сторонам сваривают концы материала в виде мешочка, проводя по материалу нагретым паяльником. Отрицательные электроды укладывают по два, нижними концами друг против друга, и заворачивают в требуемое число слоев пленочного сепаратора. Полученный пакет перегибают и в середину вкладывают положительный электрод. Края целлофана должны выступать сверху над пластинами. Пакеты погружают в сосуды, надевают крышки и приваривают их к сосудам с помощью токов высокой частоты. Для приведения в действие в аккумуляторы заливают электролит — раствор КОН пл. 1,4-10 кг/м с растворенным в нем оксидом цинка. Некоторые типы аккумуляторов пропитывают электролитом под вакуумом. Аккумуляторы с залитым электролитом подвергают двум циклам формирования. Заряд при этом производят током, численно соответствующим величине 1/6—1/10 номинальной емкости аккумулятора. Больших перезарядоЁ при этом сообщить нельзя, так как выделение кислорода могло бы частично разрушить гидратцеллюлозную пленку. Разряды проводят токами той же величины до напряжения 1,25 В. [c.408]

В никель-цинковом аккумуляторе, впервые предложенном в 1889 г. проф. Г. Михайловским [1], используется электрохимическая система окись никеля—щелочь— цинк, которая отличается от электрохимической системы никель-кадмиевых аккумуляторов тем, что кадмий заменен цинком. Этот аккумулятор, э. д. с. которого равна 1,85 в, т. е. на 0,5 в выше э. д. с. никель-кадмиевого аккумулятора, был практически осуществлен Друммом в 1930 г. и использовался для электротяги. Аккумулятор Друмма работал при больших плотностях тока, что позволяло в день производить до 20 циклов заряд — разряд и получать большую удельную энергию, снимаемую с аккумулятора за рабочий день. Однако Друмму не удалось создать никель-цинковый аккумулятор с более высокими значениями удельной энергии, чем у никель-кадмиевых и никель-железных аккумуляторов, несмотря на более высокое напряжение аккумулятора (1,65 в вместо 1,25 в). Аккумулятор Друмма имел в два раза меньшую удельную энергию по объему и почти в 1,5 раза меньшую удельную энергию по весу, чем аккумулятор Эдиссона. [c.232]

Перед постановкой на хранение никель-кадмиевым аккумуляторам или батареям должно быть сообщено два тренировочнь[х цикла и один контрольный. На первом тренировочном цикле заряд должен проводиться током нормального режима в течение 12 ч, разряд — током нормального режима в течение 8 ч, но до напряжения не ниже конечного напряжения нормального режима у каждого испытываемого аккумулятора или у каждой испытываемой батареи. На втором тренировочном цикле заряд должен проводиться током нормального режима в течение 12 ч, разряд— током нормального режима до конечного напряжения нормального режима разряда у каждого испытываемого аккумулятора или у каждой испытываемой батареи. На третьем контрольном [c.39]

Для никель-кадмиевых аккумуляторов на перезарядных циклах заряд должен проводиться током нормального режима в течение 10 ч, на прогоночных циклах заряд должен проводиться нормальным режимом. Разряд на перезарядных и прогоночных циклах должен проводиться токами, указанными в соответствующей таблице, но до напряжения не ниже конечного напряже-42 [c.42]

При интенсивном использовании аппаратуры в качестве автономных источников питания часто выбирают не дешевые щелочные элементы, а щелочные аккумуляторы со стабильным рабочим напряжением. Стоимость их много больше. Но аккумуляторы выдерживают сотни циклов переподготовки без существенного снижения разрядных характеристик, а уменьшение глубины разряда увеличивает количество рабочих циклов до тысяч. Заряд этих аккумуляторов после исчерпания запасенной емкости может быть осуществлен с различной скоростью (от 16 ч до 1 ч), некоторые типы могут быть заряжены за 15 мин. Это позволяет выбрать удобный режим их эксплуатации в каждом конкретном случае. При хранении в разряженном состоянии щелочные аккумуляторы не теряют работоспособности в течение длительного периода, никель-кадмиевые - до 10 лет, никель-металлгидридные - в течение 1 года. [c.20]

Приведение аккумуляторов в рабочее состоя ние. Для приведения аккумуляторов в рабочее состояние масса электродов должна быть отформована. Процесс электрохимического формования осуществляется путем заряда и разряда аккуму-лято ра. Формование никель-железных аккумуляторов заканчивается после двух зарядно-разрядных циклов, для никель-кадмиевых — через 3—4, для кислотных — через 6—8 циклов. [c.405]

На каждый ампер-час емкости безламельных аккумуляторов расходуется 10—14 г никеля (на основы и активное вещество), тогда как в ламельных образцах эта величина составляет всего 3,5—4 г. В аккумуляторах электродами из фольги расход никеля составляет еще большую величину. Замена никелевого порошка на другой 1металл, более дешевый и доступный, едва ли возможна при изготовлении основ положительного электрода. Высшие окислы никеля обладают столь высокими окислительными свойствами, что будут разрушать практически все металлы, кроме благородных. Более реальна замена никелевой основы для кадмиевого электрода. Для него можно использовать медную основу, что по отдельным данным не изменяет электрохимических характеристик электродов Л. 33]. Такие электроды можно изготовить холодной прессовкой порошков меди и кадмия в соотношении, например, 1 1 под давлением порядка 1 Т см -. Механическая прочность пластин достаточна высока, причем с ростом числа циклов заряд — разряда электроды упрочняются еще больше. [c.162]

Ведутся широкие исследования по соверщенствованию никель-кадмиевых ЭА. Оптимизируется структура прессованных электродов, улучшается технология изготовления ЭА. Особое внимание в последние годы уделяется герметичному аккумулятору [22, т. 2]. Предложено несколько новых способов рекомбинации выделяющихся при заряде газов применение катализаторов и вспомогательных электродов для восстановления кислорода и ионизации водорода, эластичных корпусов, введения поглотителя водорода, например палладия, в кадмиевый электрод. Установлено вредное влияние карбонатов на удельные характеристики и ресурс ЭА. За счет применения облегченных конструкций американской фирме Гулд [41] удалось создать ЭА со спеченными электродами, имеющие удельную энергию до 60 Вт-ч/кг (пятичасовой разряд). Для режимов короткого разряда (менее 1 мин) предложена батарея ЭА биполярной конструкции, характеристика которых в 3 раза выше, чем у обычных ЭА [41]. Также разработаны ЭА спиральной конструкции с гибкими электродами [22, т. 2]. Для удешевления ЭА вместо никеля предложено использовать никелированное железо [83]. Большое внимание уделяется механизму работы и саморазряда окисноникелевого электрода. Как показал О. Г. Маландин [87], в концентрированных щелочных растворах саморазряд окисноникелевого электрода определяется главным образом электроокислением металлического никеля основы. На саморазряд оказывает влияние также растворенный в электролите кислород. Исследуется окисноникелевый электрод с целью повышения коэффициента использования. Последний удается увеличить путем введения добавок, например кобальта, в активную массу [52]. [c.126]

Наработку никель-кадмиевых и никель-железных аккумуляторов определяют следующим образом [4. Аккумуляторам или батареям сообщают чередующиеся циклы (заряд —разряд) 1, 11, 21, 31 и т. д. — циклы перезарядные 2. .. 9, 12. .. 19, 22. .. 29 и т. д. — прогоноч-ные 10, 20, 30, 40 и т д. — контрольные. [c.42]

В герметичных Ni- d аккумуляторах кадмиевый электрод имеет никелевую основу. Кроме того, в его активной массе находится некоторое количество оксидов никеля, которые входят в рецептуру или попадают в электрод в ходе технологического процесса его производства. При циклировании аккумуляторов в кадмиевом электроде может образоваться интерметаллическое соединение Ni5 d2i, разряд которого происходит при потенциале на 150 мВ положительнее, чем разряд чистого кадмиевого электрода. В результате этого на разрядной кривой Ni- d аккумулятора и появляется вторая площадка с более низким напряжением [6]. Образование этой площадки идет наиболее быстро при небольших токах заряда и ускоряется с повышением температуры. Именно такая ситуация часто имеет место при эксплуатации источников тока в буферном режиме. Неглубокое циклирование на верхнем уровне заряженности приводит к повышенному тепловыделению аккумулятора и быстрому увеличению содержания Ni5 d2i. [c.84]

SAFT выпускает также дисковые аккумуляторы никель-кадмиевые серии GB (емкостью 60, 170 и 280 мАч) и никель-металлгидридные серии НВ емкостью 70 мАч. Стандартный заряд - током 0,1 С в течение 16 ч. Максимальный продолжительный ток разряда аккумуляторов этих серий - [c.111]

Процессы при заряде и разряде кадмиевого электрода аналогичны тем, которые имеют место для железного электрода. Существуют количественные различия, улучшающие работу кадмиевого электрода по сравнению с железным. Растворимость NaH dOo выше, чем NaHFe02 (10 г-мол/л), для пассивации кадмия требуется в несколько раз больше кислорода, чем для пассивации железа, В результате кадмиевый электрод лучше железного работает при низких температурах. Перенапряжение для выделения d из раствора комплексной соли не очень велико (0,11 в), а перенапряжение для выделения водорода на кадмии весьма значительно, поэтому использование тока при заряде кадмиевого электрода лучше, чем при заряде железного и достигает 85%. Наконец, поскольку потенциал кадмия на 20 мв положительнее потенциала водорода в щелочном растворе, d не может самопроизвольно растворяться в щелочи с выделением водорода. Саморазряд кадмиевого электрода очень мал и связан, главным образом, с окислением кадмиевой губки кислородом. Полезными добавками для кадмиевого электрода являются окислы никеля и некоторые органические поверхностно-активные вещества (например, соляровое масло) вредное действие оказывают таллий, кальций, марганец и свинец. В большинстве ламельных аккумуляторов дороговизна кадмия заставляет применять его в смеси с железом. Кроме того, добавка железа препятствует спеканию (усадке) кадмиевой активной массы при длительной работе и является для нее расширителем . Отно-пгение кадмия к железу в смеси берут от 1 1 до 2,7 1. Железо принимает участие в токообразующем процессе одновременно с кадмием. Стационарный потенциал железа в 5,2 и. растворе NaOH на 0,065 в отрицательней, чем у кадмия, но разряд железного электрода всегда происходит при некоторой пассивации, т. е. при несколько более положительном потенциале. Поэтому при разряде потенциалы кадмия и железа сближаются и разряд обеих составляющих может протекать одновременно. [c.517]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология