W jaki sposób bateria NI-CAD osiąga ładowanie i rozładowanie?

Nikiel-kadm. Bateria jest powszechną akumulatorką, która jest szeroko stosowana w różnych urządzeniach ze względu na dobrą wydajność cyklu i długą żywotność.

1. Podstawowa struktura baterii niklu-kadm
Akumulator niklu-kadm składa się głównie z następujących części.
Elektroda dodatnia: wodorotlenek niklu (NioOH), jako utleniacz po naładowaniu akumulatora.
Elektroda ujemna: kadm (CD), jako środek redukujący.
Elektrolit: ogólnie roztwór wodorotlenku potasu (KOH), który odgrywa rolę przewodzącą.
Ta struktura umożliwia akumulatorowi reakcje chemiczne podczas procesu ładowania i rozładowywania w celu osiągnięcia konwersji energii.

2. Proces ładowania
Proces ładowania jest zwykle podzielony na kilka etapów.
Początkowe etap ładowania: na tym etapie napięcie i prąd akumulatora są niskie, a prąd dostarczany przez ładowarkę stopniowo wzrasta. Proces ten ma stopniowo rozpocząć reakcję chemiczną wewnątrz akumulatora, aby zapewnić bezpieczeństwo i stabilność baterii.
Szybkie etap ładowania: na tym etapie napięcie akumulatora wzrasta, wewnętrzna prędkość reakcji przyspiesza, a prąd osiąga najwyższy punkt. W tej chwili ładowarka zapewnia maksymalny prąd ładowania baterii w celu szybkiego ładowania. Proces ten zwykle zajmuje kilka godzin do ponad dziesięciu godzin, w zależności od pojemności baterii i mocy ładowarki.
Stopniowe ładowanie napięcia: Gdy akumulator jest blisko pełny, ładowarka automatycznie zmniejszy prąd wyjściowy, aby zapobiec przeładowaniu. Na tym etapie napięcie akumulatora jest utrzymywane ze stałą wartością w celu dalszego zapewnienia bezpieczeństwa.
Etap zakończenia ładowania: Ładowarka monitoruje napięcie i temperaturę akumulatora, aby ustalić, czy ładowanie jest zakończone. Gdy bateria osiągnie próg ładowania wstępnego, ładowarka automatycznie przestanie ładować, aby zapobiec przegrzaniu lub uszkodzeniu.

3. Ładowanie środków ostrożności
Podczas procesu ładowania istnieje kilka ważnych środków ostrożności.
Unikaj przeładowania: Overtingowanie może spowodować, że temperatura wewnętrzna akumulatora jest zbyt wysoka, wpływając na żywotność baterii, a nawet powodując zagrożenia bezpieczeństwa. Nowoczesne ładowarki są zwykle wyposażone w ochronę obciążenia, aby automatycznie odcinać ładowanie.
Monitorowanie temperatury: Wysoka temperatura zmniejszy wydajność ładowania baterii i może spowodować uszkodzenie baterii. Dlatego bardzo ważne jest utrzymanie odpowiedniej temperatury dla środowiska ładowania.
Wybierz odpowiednią ładowarkę: użyj ładowarki, która pasuje do akumulatora i upewnij się, że prąd wyjściowy i napięcie spełniają wymagania baterii, aby poprawić wydajność ładowania i chronić baterię.

4. Wydajność i wydajność ładowania
Wydajność ładowania akumulatorów niklu-kadm jest zwykle wysoka, osiągając 80%-90%. Jednak na baterię może mieć wpływ „efekt pamięci” podczas użytkowania, to znaczy, jeśli nie jest w pełni rozładowywana przed ładowaniem, dostępna pojemność baterii może zmniejszyć się. Dlatego regularne cykle pełnego rozładowania i ładowania są skutecznym sposobem na utrzymanie wydajności baterii.

Proces ładowania akumulatorów niklowych kadmów jest złożonym i wyrafinowanym procesem reakcji elektrochemicznej obejmującej wiele etapów i zmian chemicznych. Zrozumienie jego zasady i procesu ładowania pomoże lepiej wykorzystywać i utrzymywać akumulatory niklu-kadm oraz przedłużyć ich żywotność. Wraz z rozwojem nauki i technologii, chociaż baterie nikiel-kadm są stopniowo zastępowane nowymi akumulatorami, ich zasady ładowania nadal zapewniają nam cenne doświadczenie w nauce i aplikacji.