不同镍镉蓄电池的区别与鉴别方法
镍镉蓄电池的化学原理
镍镉蓄电池的化学原理1、化学原理Ni-Cd蓄电池使用氢氧化镍作为正极极板，氧化镉作为负极极板，结构类似于铅酸系统。
Ni-Cd系统的电解液是氢氧化钾。
NiOH正极通常由镍纤维混合石墨或镀镍塑料纤维组成，还加入了少量钡、钴化合物等其他材料来提高性能。
负极也常用镀镉塑料纤维组成。
如果负极不是带涂层的塑料，那么通常与铁或镍进行混合。
纤维结构增大了正极和负极的表面积，从而减少了相对昂贵的镍和镉的需求量。
电极总体放电反应如下：2NiOOH+2H2O+Cd→2Ni（OH）2+Cd（OH）2充电过程是该反应的逆向反应。
满充电池的电压为1.29V。
与铅酸蓄电池不同的是，铅酸蓄电池在充放电期间电解液比重发生可测量的变化，而Ni-Cd系统在蓄电池运行期间KOH电解液几乎没有变化。
一些蓄电池还在电解液中添加了LiOH，用于改善循环寿命和高温运行特性。
2、镍镉系统的特性Ni-Cd蓄电池比铅酸蓄电池更稳定，可耐受冰点温度和高温，能够完全放电，并且受过充电的影响很小。
由于Ni-Cd蓄电池稳定的特性可使系统不使用充电控制器，在一些应用中Ni-Cd蓄电池可能是更好的选择。
如果该蓄电池准备用在难于维护的地点，那么蓄电池成本较高往往也是合理的。
最常见的工业Ni-Cd蓄电池是开口袋式极板类型。
这类蓄电池可用在工业、军事和空间应用，上述特性对于这些应用十分重要，容量范围从小容量到超过1200A·h。
根据蓄电池是否按高、中或是低放电率设计，电极可有三种不同厚度。
蓄电池能量密度范围从袋式极板的20Wh/kg到塑料粘结极板的50Wh/kg以上。
不同于铅酸蓄电池在深放电条件下会损失容量，Ni-Cd系统在较宽温度范围内放电率最高可达到C，并且仍可向负荷提供90%以上的容量。
这主要归功于这种蓄电池内阻极低，而内阻取决于电池面积，可低于1mΩ。
如果Ni-Cd电池充电后搁置不用，在最初几天里电荷损失速率约为每天2%，但随后稳定在相对较低的损耗水平。
镉镍蓄电池介绍
使用环境温度：-40℃～60℃
二、蓄电池参数
（六）、温度对蓄电池影响
高温：高温对蓄电池充电效率及蓄电池寿命有影响， 当蓄电池的温度为35℃时，充放电循环次数约为25℃ 时的4/5；当蓄电池的温度为40℃时，充放电循环次 数约为25℃时的3/4；当蓄电池的温度为50℃时，充 放电循环次数约为25℃时的1/2。
放电电流：放电时的电流大小，一般常用“倍率”表示， 数值上等于额定容量的倍数。
根据输出功率的不同分为超高倍率、高倍率、中倍率和 低倍率蓄电池。
二、蓄电池参数
（四）、内阻 蓄电池的包括欧姆内阻和电化学反应时表现出的极化电
阻两部分 ，与蓄电池结构、环境温度、荷电状态有关，因此 很难定义和准确地测量出内阻。
氧化镉〔Cd（OH）2〕，而在充电时则得到电子，发生还原 反应，又生成金属镉，反应式为：
放电
负极： Cd + 2OH－
Cd（OH）2 + 2e
充电
蓄电池的总反应式：
放电
Cd + 2NiOOH + 2H2O ）2
2Ni（OH）2 + Cd（OH
充电
一、镉镍蓄电池原理和结构
在蓄电池被充满电后，即全充电态时，如果继续进行充 电则处于过充电状态，此时充电电流会使电解液中的水电解 ，正极上析出氧气（O2），负极上析出氢气（H2），反应式 为：
镉镍蓄电池介绍
一、镉镍蓄电池原理和结构
（一）、原理
镉镍蓄电池在充电过程中，镉镍蓄电池能够把电能转变 为化学能储存起来，使用时蓄电池把储存的化学能再转变为 电能，两者的转变是可逆的，即蓄电池能够进行充电与放电 的循环过程。
第五章镉-镍蓄电池知识讲解
成电极基板，浸渍活性物质烘干。烧结式电极强度高，孔隙率
高，可以大电流、高倍率放电，寿命长，工艺复杂，成本较高。
发泡式电极：发泡镍电极是将泡末塑料进行化学镀镍，高温碳 化后得到多孔网状镍基体，将活性物质填充在镍网上，经轧制 成泡沫电极。泡沫镍电极孔隙率高(90％以上)，真实表面积大， 电极放电容量大，电极柔软性好，适合作卷绕式电极的圆筒形 电池。目前主要用于氢-镍和镉-镍电池。 纤维式电极：是以纤维镍毡状物作基体，向基体孔隙中填充活 性物质，电极基体孔隙率达93％～99％，具有高比容量和高活 性。电极制造工艺简单，成本低，但镍纤维易造成电池正、负 极短路，自放电大，目前尚未大量应用。
– 在较高的过电位下镉电极将发生钝化；金属表 面产生一层很薄的CdO钝化膜
–放电电流密度太大、温度较低、电解液浓度较 低时，易引起镉的钝化。
– 充放电循环过程中镉的重结晶使镉电极真实 表面积不断收缩， 极化增大，导致发生钝化 --主要钝化因素。
– 防止钝化： 加入表面活性剂或其他添加剂，实际生产中加入苏拉 油或25号变压器油，起分散作用，阻止海绵镉结晶时 聚集和收缩
➢添加剂LiOH的作用：
①Li+吸附在活性物质颗粒表面，阻止晶体颗粒长大聚结； ②提高氧在正极上的析出过电位。
若加量过多，Li+离子可进入活性物质晶格中，形成 一种电化学隋性的化合物—镍酸理(LiNiO2)，使电化学 反应变得困难。
➢ 其它添加剂的影响：
① Ba、Co等对氧化镍电极起活化作用 ② Mg、Fe、Ca、SiO2等对氧化镍电极起毒化作用 ③ Ca对镉电极有毒化作用
同样由于固相扩散速率很小, 引起较大的浓 差极化，氧化镍电极的利用率受到限制。
镉镍蓄电池课件
镉镍蓄电池课件xx年xx月xx日•镉镍蓄电池概述•镉镍蓄电池的构造与原理•镉镍蓄电池的性能指标与测试•镉镍蓄电池的应用领域与市场前景目•镉镍蓄电池的安全使用与维护保养•镉镍蓄电池的发展趋势与挑战录01镉镍蓄电池概述镉镍蓄电池是一种二次电池，它是由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等组成的。
镉镍蓄电池的正极材料是氢氧化镍，负极材料是海绵状镉，电解质是氢氧化钾溶液。
镉镍蓄电池的定义镉镍蓄电池的特点镉镍蓄电池具有较高的能量密度，这意味着在相同的重量下，它可以存储更多的电能。
高能量密度长寿命环保安全镉镍蓄电池的寿命较长，可以满足各种应用的需求。
镉镍蓄电池中的镉和镍都是环保的，不会对环境造成太大的污染。
镉镍蓄电池的安全性较高，不会因为过充、过放或短路等操作而产生危险。
镉镍蓄电池的发展历程镉镍蓄电池开始出现，并逐渐被应用于各种领域。
20世纪初随着电动汽车的兴起，镉镍蓄电池开始被广泛应用于汽车领域。
20世纪60年代随着电子技术的发展，镉镍蓄电池开始被广泛应用于各种电子设备中。
20世纪80年代随着环保意识的提高，镉镍蓄电池开始被广泛应用于绿色能源领域。
21世纪初02镉镍蓄电池的构造与原理由氧化镍粉、氢氧化镍、活性炭和凝胶剂等材料混合制成。
正极由镉粉、氢氧化镍、炭黑和凝胶剂等材料混合制成。
负极通常由聚乙烯或聚丙烯制成，用于隔离正负极，防止短路。
隔膜通常由镍合金或不锈钢制成，用于容纳正负极和电解液。
电池外壳镉镍蓄电池的内部结构在充电时，正极材料中的氧化镍被还原成金属镍，同时释放出电子，通过导线传输到正极。
在负极上，镉粉被氧化成镉离子，同时吸收电子，也通过导线传输到负极。
此时，正负极之间产生电势差，这个电势差是电池储存电能的原因。
放电过程在放电时，正负极上的电子通过导线释放出来，供给外部电路使用。
同时，正极和负极上的金属镍和镉离子分别还原成金属单质，附着在电极表面。
这个过程就是电池放电的过程。
充电过程镉镍蓄电池的工作原理VS镉镍蓄电池的材料要求要求具有高电导率、良好的化学稳定性和耐腐蚀性。
铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池
铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池是目前常见的几种蓄电池类型。
它们在应用领域、工作原理、性能特点等方面存在差异。
本文将分别介绍这四种电池的特点和应用。
一、铅酸电池铅酸电池是一种较为成熟的蓄电池技术，广泛应用于汽车、UPS （不间断电源）、太阳能系统等领域。
它的正极为过氧化铅，负极为纯铅，电解液为硫酸。
铅酸电池具有较低的能量密度、较低的自放电率和较长的使用寿命。
然而，它存在着较大的体积、重量和环境污染的问题。
二、镍镉电池镍镉电池是一种高性能的蓄电池，常用于无人机、通信设备、医疗器械等领域。
它的正极为氢氧化镍，负极为氢氧化镉，电解液为氢氧化钾。
镍镉电池具有较高的能量密度、较低的自放电率和较长的使用寿命。
然而，它存在着有毒金属镉的使用、记忆效应和高成本的问题。
三、镍氢电池镍氢电池是一种环保型的蓄电池，被广泛应用于电动汽车、电动工具、太阳能系统等领域。
它的正极为氢氧化镍，负极为储氢合金，电解液为氢氧化钾。
镍氢电池具有较高的能量密度、较低的自放电率和较长的使用寿命。
相比于镍镉电池，镍氢电池的环境友好性更好。
然而，它存在着较高的成本和较低的放电电压的问题。
四、锂离子电池锂离子电池是目前最为流行的蓄电池技术，广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车等领域。
它的正极为氧化物（如钴酸锂、磷酸铁锂等），负极为石墨，电解液为锂盐溶液。
锂离子电池具有较高的能量密度、较低的自放电率和较长的使用寿命。
它的优点包括轻量化、高效率和无污染，但也存在着较高的成本、安全性风险和容量衰减的问题。
总结起来，铅酸电池适用于对能量密度要求不高的应用场景；镍镉电池适用于对性能要求较高的应用场景；镍氢电池适用于对环境友好性要求较高的应用场景；锂离子电池适用于对能量密度和轻量化要求较高的应用场景。
随着科技的不断进步，这些电池技术将不断改进和发展，以满足人们对于电能存储的需求。
各种电池的区别
各种电池的区别电池分类依材质区分■碳锌电池Heavy Duty Battery亦称为锌锰电池，是目前最普遍之干电池，它有价格低廉和使用安全可靠的特点，基于环保因素的考量，由于仍含有镉之成份，因此必须回收，以免对地球环境造成破坏。
■碱性电池Alkaline Battery亦称为碱性干电池，适用于需放电量大及长时间使用。
电池内阻较低，因此产生之电流较一般锰电池为大，而环保型含汞量只有0.025%，无须回收。
■水银电池Silver Oxide Button Cell水银电池，因为污染和电容量之故线已逐渐被锂-锰配方取代■锂电池■镍镉充电电池Ni-Cd(Nickel Cadmium Battery)已为大众早期广泛使用，可重覆约500次之充放电，但约10次充放电后即会产生记忆效应；另一个缺点是，在充放电时，阴极会长出镉的针状结晶，有时会穿透分隔物而引起内部枝状晶体式的短路。
由于含有镉之成份，因此必须回收。
■镍氢充电电池Ni-MH(Nickel Metal Hyoride Battery)为目前市场主流之充电电池，它是使用氧化镍作为阳极，以及吸收了氢的金属合金作为阴极，一般可进行500次以上的充放电循环。
由于不含汞及镉之原料，不必回收。
■锂充电电池Rechargeable Lithium ion Battery■铅酸电池Sealed Lead-Acid Battery■太阳能电池在化学电池中，根据能否用充电方式恢复电池存储电能的特性，可以分为一次电池（也称原电池）和二次电池（又名蓄电池，俗称可充电电池，可以多次重复使用）两大类。
一次电池又可分为普通锌锰（中性锌锰）、碱性锌锰、锌汞、锌空、镁锰和锌银六个系列；二次电池主要有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、碱锰充电电池和铅蓄电池等类型。
在数码设备中，常用的电池类型是干电池（包括碱性电池）、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等。
干电池：这是使用最普遍的电池类型之一，很多人用过干电池，但了解其构造的人却不多。
AGV电池选用
虽然上一篇就AGV电池的最优选择作了说明，但实际上在国内的AG\车上，还是存在着各种类型的蓄电池，下面就对几种类型的电池进行简单比较：1:AGV镍镉蓄电池内阻大，可供大电流放电，放电时电压变化小与其他种类电池相比之下，镍镉电池可耐过充电或放过电，操作简单方便放电电压依据其放电电流有些差异，大体上是1.2V左右镍镉电池的放电终止电压为1.0V/CELL,实使用温范围在-20度-60 度，在此范围内要进行放电，可重复500次以上的充放电。
2：AGV镍氢蓄电池镍氢电池能量比镍镉电池大二倍，用专门的充电器充电可在一小时快速充电，自放电特性比镍镉电池好，充电后可保留更长时间，可重复500次以上的充放3：AGV锂电池拥有高能量密度。
与高容量镍镉电池相比，体积能量是其1。
5倍，能量密度是其2倍，高电压，平均使用电压为3.6V，是镍镉电池，镍氢电池的3倍，使用电压平坦而且高容量，广泛的使用温度-20度-60度，充放寿命长，经过500次放电后其容量至少还有70%^上。
由于锂电池具备了能量密度高电压高，工作稳定的特点。
4：AGV铅酸蓄电池铅酸蓄电池是一种使用最广泛的电池，它以海绵状的铅作为负极，二氧化铅作为正极，我们把这两种物质称为活性物质，用硫酸水溶液作为电解液，它们共同参与电池的电化学反应。
铅酸蓄电池具有良好的可逆性，电压特性平稳，使用寿命长，适用范围广，原材料丰富，且可再生使用及造价低廉等优点。
主要应用在交通运输，矿山，港口，国防，计算机，科研等国已经济各个领域，是社会生产经营活动和人类生活中不可缺少的产品。
作为现代化物资仓储、搬运的重要工具，AGV小车在现代自动化物流管理系统中发挥着越来越重要的作用。
如何保证AGV小车的连续工作、稳定工作、安全工作，是设计者一直在考虑的问题。
为使AGV 车高效率运行，降低AGV成本，选用合适的AGV蓄电池就成为现代设计者的首要问题。
为了适应国情，在AGV界一种新型、低成本运行模式正在得到广泛的应用。
地铁车辆中铅酸性蓄电池与镍镉碱性蓄电池对比分析
地铁车辆中铅酸性蓄电池与镍镉碱性蓄电池对比分析摘要：轨道交通车辆用蓄电池主要有碱性-镍镉蓄电池和酸性-密封胶体铅蓄电池。
近十年来两种蓄电池在性能上都有很大改进，在轨道交通车辆领域均得到广泛应用。
简述地铁车辆中主要使用的两种蓄电池（铅酸性蓄电池以及镍镉碱性蓄电池）的结构、原理以及性能等，并通过对比分析，为地铁车辆用蓄电池提供参考以及依据。
关键词：地铁车辆；铅酸性蓄电池；镍镉碱蓄性电池；性能对比0.前言在现如今的社会之中，城市交通对轨道交通尤其是地铁车辆的需求日益增加，而蓄电池作为地铁车辆之中必不可少的一部分，在紧急负载的工况之下，承载着极其重要的作用。
目前为止，地铁车辆选用的蓄电池产品主要有两种，铅酸蓄电池以及镍镉蓄电池。
按照蓄电池单体中的电解液划分，铅酸蓄电池属于酸性蓄电池，镍镉蓄电池属于碱性蓄电池。
由于电解液的不同，这两种蓄电池的单体容量、结构、原理以及性能等均有差异性。
然而在各地铁车辆中，只能选择其中一种，所以我们要对比酸性蓄电池与碱性蓄电池在各方面的优劣性，为蓄电池选型提出一个最优化的结论。
1.铅酸蓄电池介绍铅酸电池发明于1859年，之后一直发展到1900年，富液式铅酸电池性能得到了卓越的改进。
阀控式铅酸（VRLA）蓄电池于20世纪70年代被开发使用，并在美国和欧洲的一些发达国家开始小范围应用，随后快速形成产业化，并大规模投入市场。
1.1技术特性铅酸蓄电池中主要类型为密封胶体蓄电池。
该蓄电池采用（PVC）二氧化硅隔板，气相二氧化硅与硫酸液配制而成的胶体电解质；具有更强的耐过充，拓宽温度使用范围，延长使用寿命；PVC 隔板有良好的接触，电池电阻小，极板的活性物质不易脱落，具有优异抗震性；胶体有特大的热比容，电池不易发生“热失控”，而且还有抗过充/过放的自我保护能力，有电池内部“消弧”功能，大大提高使用的安全性。
基于氧复合（氧循环），正极上有氧发生（充电后期）通过PVC 隔板中微孔、胶体裂纹扩散至负极进行“去极化”作用（化学放电），氢氧复合最终变成水，回至电液，电池内压降低，实现单向阀气密，同时这一过程还是一个“氧消耗、氢抑制、水回来”的实质性变化，使完全密封成为可能，蓄电池在整个寿命周期内无需添加电液，维护工作量小。
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一镍镉蓄电池的分类：
目前，主要有三种不同的镍镉蓄电池系统互相竞争。
袋式极板型、烧结式极板型和纤维结构电极。
纤维结构电极式蓄电池也被称为FNC蓄电池。
这三种镍镉蓄电池系统的主要区别在于电极的设计上：
袋式极板：
袋式极板电极是由有微孔的金属薄板构成，以某种方式折叠起来，形成许多小“口袋”，这些“口袋”携带活性物质。
后附袋式电极的局部结构图。
根据设计构造，可以知道这种电极设计有一些弊端。
传导物质只围绕在活性物质的表面，而由于这种物质是一种不良导体，则必须在活性物质中填加石墨来增强其传导性能。
石墨会在电解液中溶解，并且在电解液中形成一种所谓的“碳酸盐”。
由于电解液中碳酸盐含量的增加和活性物质中石墨含量的减少，会降低蓄电池有效电容量的获得率。
这种作用会在后面的曲线中显示出来。
由于活性物质中石墨的遗失是无法恢复的，因此即使是更换电解液也不能完全弥补这种作用造成的后果。
同时,电解液还必须更换,破坏环境,造成环境污染!
烧结式极板：
烧结式电极又是另一中构造，可参考后附的“纤维结构极板和烧结式极板的比较”。
烧结式极板是由很薄的有微孔的金属板构成，将镍薄片烧结在上面。
在镍薄片与镍薄片之间的空间注入且填满活性物质。
这种设计确保了活性物质和传导结构的良好接触。
并且，因为这些电极是非常薄的（1.0~1.5mm），它们可以在容量一定的情况下产生一种很高的电极表面，形成很好的大电流放电性能。
但是，由于这种物质非常坚硬，无法在充电和放电时跟上活性物质的容量变化。
这使镍薄片之间的烧结点处产生裂缝，导致整个结构的松动，这就是其循环使用寿命短的原因。
最近，在烧结式电极的基础上发展出了塑胶粘结式电极。
这种电极含有一定容量的塑胶物质使电极能够部分跟上活性物质的容量改变。
当然，这延长了烧结式蓄电池单体的使用寿命，特别是没有物质从电极中掉出，沉积在电池单体的底部。
但不得不怀疑的是，这种设计能改善镍薄片之间烧结点处裂缝的产生，但是否会降低其传导性能。
纤维结构电极：
对镍镉蓄电池单体电极的最新设计成果是纤维结构电极，也就是FNC系统。
这种设计针对以上其他各系统的缺陷作出了完美的解答。
这种电极的基本设计已在“纤维结构极板和烧结式极板的比较”一页中以草图的形式呈现了。
其后的图片显示了在电子显微镜中看见的纤维结构。
塑胶纤维与镍的混合物质构成的纤维结构保证了：
－传导体密度非常高，加上活性物质牢固地嵌在纤维结构中，使的内阻极小！
－物质的多孔性（在1立方厘米的空间，就有300米的细丝，但有90％的容量空间可为活性物质所用），无须在电极中填加石墨等其他物质！
－极大的允许弹性使其能达到很长的循环使用寿命！
－使利用同一种电极设计方法，加工成不同厚度的电极成为可能。
即可适用于极大电流放电的要求，也可适用于极长时间的放电要求！
－充电系数小1.2，（一般为1.4），既充电效率高、省电、省时!!
－耗水量也小!
二fnc纤维镍镉蓄电池与普通镍镉蓄电池的比较
三检测方法：
1 外观判断
通过产品包装，标签，说明书判断，看产品是否为单只1.2v的产品，看产品说明书或标签上是fnc还是pocket（袋式）或其他；目前市场上的纤维镍镉蓄电池只有德国的hoppeck一家有售。
2记忆效应测试：
取测试电池，充满电后，用固定功率的负载，做放电试验，直至放空，记录下时间。
之后做连续5次的做固定时间的放电充电测试试验，时间以放空时所需时间的一半为宜。
再次做放空试验，并记录时间，如果时间与测试前比相差不多，则为合格纤维镍镉蓄电池，如相差较大，则为不合格。
3低温放电性能测试：
取-40度的低温环境，测试电池搁置16小时，然后在相同条件下，以5A的电流将蓄电池放电至1.0v，此时的实际放电总容量应大于原额定容量的80%。