معلومات

نظرة عامة على تقنية بطارية النيكل والكادميوم NiCd

نظرة عامة على تقنية بطارية النيكل والكادميوم NiCd


كانت بطارية Nickel Cadmium أو NiCd أو NiCad هي النوع الأول من الخلايا القابلة لإعادة الشحن التي يمكن استخدامها لمعدات الإلكترونيات المحمولة.

على الرغم من أن بطارية الرصاص الحمضية كانت متوفرة لسنوات عديدة ، إلا أنها كانت تستخدم بشكل أساسي لبطاريات السيارات. يمكن بسهولة استخدام النيكل كادميوم (NiCd) كبديل مباشر للعديد من البطاريات الأولية القياسية وسرعان ما اشتعل استخدامها.

خلايا NiCd أقل استخدامًا هذه الأيام بسبب احتوائها على الكادميوم. يجب التخلص من الخلايا أو البطاريات عبر الطرق الصحيحة لأن الكادميوم ضار ويمكن أن يتسرب في النهاية إلى الأرض إذا وجد في مكب النفايات.

في الوقت الحالي ، يمكن شراء عدد قليل من بطاريات NiCd ، ولكنها ملأت فجوة في السوق لم تستطع أي بطارية أخرى أن تلبيها في ذلك الوقت. من حين لآخر ، لا يزال من الممكن العثور على بطاريات NiCd القديمة في المخزونات أو ربما حتى قيد الاستخدام.

NiCd مقابل NiCad

غالبًا ما يستخدم الاختصار NiCd لوصف خلايا النيكل والكادميوم. يستخدم اختصار NiCad على نطاق واسع.

الاختصار NiCad هو علامة تجارية مسجلة لشركة SAFT Corporation - الشركة المصنعة للبطاريات ومصادر الطاقة. لذلك لا ينبغي استخدام الاختصار NiCad للإشارة بشكل عام إلى بطاريات النيكل والكادميوم ، فقط لتلك المصنعة من قبل SAFT.

وبالتالي فإن الاختصار NiCd هو الاختصار العام المعترف به لخلايا وبطاريات النيكل والكادميوم العامة.

أساسيات NiCd

خلايا NiCd أو NiCad قادرة على توفير بدائل مباشرة تقريبًا لكربون الزنك أو البطاريات القلوية الأولية. بشكل عام ، تكون قادرة على الاحتفاظ بشحنة أقل من هذه الخلايا ، ولكن لديها ميزة واضحة وهي أنها قادرة على إعادة شحنها. هذا يعني أنه على الرغم من أن تكلفة الشراء الأولية أعلى من الخلايا الأولية المكافئة ، يمكن توفير التكاليف بعد بضع دورات شحن / تفريغ.

الجهد الاسمي للخلية لخلية النيكل والكادميوم النيكل هو 1.2 فولت. إنه يحتفظ بهذا الجهد جيدًا لمعظم دورة التفريغ ، ولا ينخفض ​​إلا عند استخدام معظم الشحنة. إنه يحمل جهد الخرج بشكل أفضل من الأنواع الأولية من كربون الزنك المكافئ والتي لها انخفاض ثابت على مدى عمر الخلية. بينما يوضح المنحنى المسطح ميزة أن جهد الخرج من الخلية مستقر للغاية ، فهذا يعني أنه عندما تقترب الخلية من نهاية دورة التفريغ ، ينخفض ​​جهد الخرج بسرعة ، وغالبًا ما يعطي القليل من التحذير للمستخدم.

تتمتع خلايا NiCd بمستوى منخفض جدًا من المقاومة الداخلية. قد تتمتع الخلية القلوية عالية الجودة بمقاومة داخلية تبلغ حوالي 300 مللي أوم عندما تكون جديدة. قد يرتفع هذا الرقم إلى حوالي 900 مللي أوم عند تفريغ 20٪ وعدة أوم عند التفريغ بالكامل تقريبًا. يحتوي NiCd على أرقام أقل بكثير ، ويمكن تجاهل أي مقاومة داخلية لمعظم الأغراض لأنها لا تزيد عن بضعة ملي أوم ، اعتمادًا على نوع الخلية الدقيق والشركة المصنعة. هذا يعني أن الخلية قادرة على إنتاج تيارات عالية جدًا ، خاصةً إذا كانت الخلية قصيرة الدائرة عن طريق الخطأ. في ضوء هذا يجب توخي الحذر لضمان عدم حدوث ذلك حيث يمكن توليد كميات كبيرة من الحرارة.

بناء NiCd

تتكون خلايا النيكل والكادميوم والنيكل كادميوم من أربعة عناصر رئيسية:

  • الأنود: يتكون هذا من شبكة مطلية بالكادميوم.
  • الكاثود: القطب السالب لخلية NiCd عبارة عن شبكة مطلية بالنيكل.
  • فاصل: يتم استخدام الفاصل للتأكد من أن الأنود والكاثود لا يتلامسان جسديًا ويتسببان في حدوث ماس كهربائي.
  • بالكهرباء: يعمل المنحل بالكهرباء على حمل الأيونات وحاملات الشحن بين الأنود والكاثود. يمكن أن يكون هيدروكسيد البوتاسيوم أو KOH أو هيدروكسيد الصوديوم. هيدروكسيد البوتاسيوم القطر أفضل ، لكن هيدروكسيد الصوديوم لا يتسرب بنفس القدر.

في حالة التفريغ ، تتكون المادة الفعالة الإيجابية من هيدروكسيد النيكل (Ni (OH) 2 والمادة السالبة هي هيدروكسيد الكادميوم. أثناء الشحن ، تتحول إلى NiO OH والكادميوم مع بعض الماء. على الرغم من أن الفاصل لا يحدث في التفاعل يعمل على عزل الصفيحتين ، وهناك حاجة أيضًا إلى إلكتروليت ، ويستخدم هيدروكسيد البوتاسيوم لهذا الغرض ، ولا يشارك في التفاعل ، ولكنه يسمح بنقل الإلكترون بين الصفيحتين.

أحجام خلايا NiCd

يمكن الحصول على خلايا NiCd بأحجام مختلفة ، وغالبًا ما يتم تصنيع حزم بطاريات NiCd الخاصة لعناصر معينة من المعدات الإلكترونية. ومع ذلك ، فإن خلايا NiCd الأكثر شيوعًا هي تلك الموجودة في أحجام البطاريات أو الخلايا القياسية: حزم خلايا AAA و AA و C و D. ترد أدناه هذه الأحجام القياسية ، على الرغم من أنه قد وجد في بعض الأحيان أن بعض NiCds قد تجاوزت هذه الأحجام مما يجعل التثبيت في الفتحات القياسية ضيقًا نوعًا ما


نوع من الخلاياقطر الدائرة
مم
ارتفاع
مم
AAA10.544.5
AA14.550.5
ج26.250.0
د34.261.5

احتياطات لضمان عمر طويل من NiCds

هناك عدد من الاحتياطات التي يمكن ملاحظتها للمساعدة في إطالة عمر بطاريات NiCd. يتم عرض قائمة قصيرة أدناه:

  • لا تقصر الدائرة الكهربائية للخلايا حيث يمكن استخلاص تيارات كبيرة جدًا. قد يكون هذا خطيرًا حيث يمكن توليد كميات كبيرة من الحرارة. يُنصح أيضًا بعدم تفريغ الخلايا بمعدلات عالية جدًا.
  • لا تقم أبدًا بشحن الخلايا بمعدل أكبر من أو يساوي تيار الشحن العادي. يُسمح بالشحن البطيء.
  • أبدا عكس شحن الخلايا. يمكن أن يحدث هذا عندما يتم تفريغ شحنة بطارية تتكون من عدة خلايا متسلسلة. نظرًا لأن بعض الخلايا ستحمل شحنًا أقل من الباقي ، حيث يتم تفريغ إجمالي البطارية ، سيتم وضع بعض الخلايا في وضع الشحن العكسي.
  • لا تتخلص أبدًا من الخلايا في النار.
  • تعمل الخلايا بشكل أفضل في ظل ظروف درجة حرارة الغرفة العادية. درجات الحرارة العالية والمنخفضة تقلل من فعاليتها. يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة في تلف الخلية بشكل دائم.

تتوفر بطاريات الخلايا Nicd أو NiCad منذ سنوات عديدة. لقد انتهى استخدامها تقريبًا نظرًا للقضايا البيئية المرتبطة بالتخلص منها. ومع ذلك ، قبل بضع سنوات ، كانت العديد من بطاريات NiCd متاحة وكانت tey هي الشكل الوحيد للخلية أو البطارية القابلة لإعادة الشحن للمعدات الإلكترونية.


شاهد الفيديو: #هايبرد 3 - ما هي أنواع بطاريات الهايبرد وكيف نتأكد إذا كانت أصلية أم لا! (شهر اكتوبر 2021).