镉镍碱性蓄电池讲义
二、镉镍袋式碱性蓄电池的基本构造
1、一般结构：主要部件有正、负极板、隔膜、电解液、电池壳，另还有一些零件，如端子、连接条等。
2、镉镍袋式碱性蓄电池的结构、特点
镉镍袋式蓄电池具有优良的电性能、寿命长、结构坚固、耐过充过放电、自放电小、可靠性高、维护方便，并用不同极板结构来适应不同倍率电流的放电。可在-40℃—60℃环境下使用，并且有良好的荷电保持能力。可以在任何条件下长期贮存而无损坏。
（1）极板：正负极是由正、负极性活性物质包在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里。
（2）外壳：一般为塑料或镀镍钢外壳。
（3）隔板：通常是塑料栅或镀镍栅。
（4）电解液：以氢氧化钾为主体的水溶液，比重1.20（20℃时）。
三、镉镍袋式碱性蓄电池工作原理
1、电池特性
袋式极板的基本原理是把粉末状的活性物质包在一个封闭的扁平穿孔钢带袋里，并把这些袋叠放在一起制成电极。开口袋式电池是由包于钢带盒中的氢氧化镍正极，隔板和与正极相同的包于钢盒中的镉负极组成。它们均浸没在氢氧化钾的净化水溶液里，并装在塑料或镀镍钢板制成的开口电槽里。
2、充放电工作原理
它的基本电化学原理与其它各种镉镍电池相同，其充放电反应如下：
放电
2NiOOH+2H2O+Cd 2Ni（OH）2+Cd（OH）2
充电
放电时，三价氢氧化镍消耗水并还原成两价氢氧化镍，金属镉被氧化成氢氧化镉。充电时发生逆反应，电池的电动势是1.29V。
氢氧化钾电解液的比重和组成，在充放电过程中没有明显的变化，这与铅酸电池中硫酸的变
化情况正好相反。电解液的比重通常为2.2g/ml，为了提高循环寿命和高温性能，通常电解液里还加入氢氧化钾。
四、蓄电池的容量
蓄电池的容量是在一定放电条件下，电池所能给出的电量。它是放电电流（A）和放电时间（h）的乘积，单位一般为安时或毫安时。
蓄电池的容量计算公式：容量=电流×时间，即：C=I×h
式中：C为蓄电池实际放电容量（安时）
I为放电电流（安培）
h为放电时间（小时）
五、蓄电池的连接方式
蓄电池的连接方式分为串联和并联。
要提高蓄电池组的电压则采用串联方式，串联是蓄电池的正极端和相邻的蓄电池的负极端相连接。如：现有1.2V的蓄电池，而蓄电池组所需电压为60V，那么就需要50只1.2V的蓄电池串联。
要提高蓄电池组的容量则采用并联方式，并联是蓄电池（或蓄电池组）和相邻的蓄电池（或蓄电池组）的正极端和的正极端相连接，负极端和负极端相连接。如：现有1.2V，1000Ah 的蓄电池，而所需蓄电池组为1.2V，2000Ah，那么就需要2只1.2V的蓄电池串联。
例：现有1.2V，1000Ah的单体蓄电池，系统所需蓄电池组电压为60V，容量为2000Ah，那么就共需要只100只1.2V，1000Ah的单体蓄电池。其中50只蓄电池分别串联后，2组并联。
七、蓄电池的放电方法
蓄电池的放电方法有两种，即直接给负荷供电和人工负荷放电。人工负荷放电往往是用来检验电池的特性而使用的，通常以恒流方式进行。
八、镉镍袋式碱性蓄电池电性能和特点
1、蓄电池的额定电压为1.2V/只，这个电压与蓄电池的容量大小无关。
蓄电池组的额定电压为n×1.2伏（n为串联的蓄电池的只数）。
2、碱性蓄电池的内阻要比铅酸蓄电池的小。
3、自放电率较其它蓄电池低。
4、寿命要比一般的铅酸蓄电池长。
5、工作温度范围广，可在-40℃至+45℃之间工作。
九、蓄电池使用维护注意事项
1、使用过程的维护
1、1蓄电池补加水，电解液由于水分蒸发与充电电解作用，密度增大，因此要及时检查液面高度与调整电解液密度。恒流充放电连续使用时，在充电前要检查并调整液面高度。恒压充电使用可每三个月检查一次，浮充电使用可每半年检查一次（随着气温的升降可适当增减补水次数），其水质要求按配电解液用水的标准。（要求电站管理人员每三个月检查一次单体蓄电池的液面高度，但平时如果发现蓄电池电解液达不到标准时，一定要及时通知我们相关人员，调整液面高度到标准高度。）
1、2电池在不同环境中使用，应选用相应配方的电解液，否则将影响蓄电池的容量和寿命。
1、3低温下充电，将降低充电效率，最好是在常温下充好电，再到低温环境中使用，这样才能保证电性能，如果确需在低温下充电，采用过充电进行充电。
1、4蓄电池贮存及使用室内要干燥通风，温度适宜（25+10℃）严禁与酸性电池及其它酸类物质存放在同一房间，所有容器及工具不允许与酸性电池混用。
1、5蓄电池不允许用金属工具撞击，拧紧螺母时，不得使工具同时接触蓄电池正、负极柱，铁壳电池要避免外壳与负极柱接触，以防短路，且在充电时严禁明火接近。
1、6蓄电池表面清洁，溢在蓄电池表面的电解液会形成白色结晶，影响绝缘性能，因此要保持蓄电池表面清洁干燥，铁质外壳及金属零件上如有锈点应及时用布沾上电解液慢慢地擦掉，然后薄薄地涂上一层防锈油或凡士林油，塑料壳电池的外壳清洗可以用Na2CO3洗涤剂。切忌用酒精和汽油清洗，以免外壳发生破裂。
1、7充电过程中，电解液温度不允许超过45℃，如果超过，则应停止充电或减小充电电流，或采取降温措施，待冷却后再进行充电。
2、电解液的更换
2、1电解液的更换
2、1、1电解液的更换时间
在使用过程中，蓄电池内的电解液容易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸盐，增加了电池内阻，当碳酸盐的含量超过60g/L时，或发现电解液由于种种原因被污染，造成容量下降，均需更换电解液。浮充电使用时，每1.5—2年检查一次电解液中碳酸盐的含量，当其含量超过规定时，则需要更换电解液。
2、1、2更换电解液的方法
将蓄电池放电到1.0V/只后，打开气塞倒置并摇动蓄电池，使内部沉积粉尘随电解液倒出，如倒出的电解液过脏，可用配电解液的水冲洗蓄电池内部2—3次，把水倒干净后及时注入新配置的电解液。
2、2性能检查
蓄电池组在使用过程中，如发现个别蓄电池容量下降或单体蓄电池的电压较其它蓄电池差别
太大则应更换，否则会影响蓄电池组的性能。（要求电站管理人员每个月用万用表测量一次蓄电池的单体电压，以便及时发现落后电池，测量时一定要注意测量时间。）
2、3蓄电池在使用时应有专人负责维护，特别在充电时应保证充电电流的准确性和足够的充电时间，否则蓄电池充电不足会影响使用。
3、主要故障与排除方法
故障原因排除方法
容量下降1、电解液使用时间过长，碳酸盐含量太高更换新电解液
2、使用电解液不当更换适当电解液
3电解液用量过少，露出部分极板
补加蒸馏水，或低密度电解液并调
整密度，然后过充电
4、电解液中有害杂质过多清洗后，更换合格的电解液
5、充放电制度不当改用适当的充、放电制度
6、蓄电池内部短路或微短路
沉淀造成，则倒出电解液，清洗电
池内部，过滤或更换电解液，然后
过充电，如系其它原因，应拆开电
池，酌情修理
7、蓄电池外部短路或微短路
保持蓄电池周围干燥，加强绝缘，
清除造成短路的各种因素
8、使用仪表不正确检查校正所用电流表、电压表
9、蓄电池组中个别电池损坏更换新电池替补
电压不正常1、蓄电池内部短路、断路或无电解液
仔细检查原因，清洗电池后，更换
电解液或拆开修理、补加电解液2、蓄电池外部短路或断路
保持蓄电池周围干燥，加强绝缘，
检查清除造成短路、断路的因素3、接触不良或断开
检查各接触点包括跨接板、导线接
触情况，并予以修理
蓄电
池内
部析
出泡
沫
电解液内含有机杂质更换合格电解液
外壳膨胀1、正极板膨胀不便修理，以不影响使用为原则
2、气塞孔堵塞用热水清洗，使其畅通或更换新气
塞
3、蓄电池内部短路或电解液中有害杂质过多，
产生大量气体来不及排除
清除蓄电池内部短路因素，更换新
电解液
爬碱严重1、使用电解液液面过高吸出电解液至规定水平
2、极柱气塞密封不严更换密封零件，并拧紧
3、流出电解液过多经常擦洗，并保持通风干燥
4、凡士林涂抹不良及时清理并保持干燥
5、经常在较高湿度环境中使用或存放
注意调整环境湿度，经常使蓄电池
表面保持干燥
塑料
外壳渗漏电解液有砂眼或壳盖粘接处漏粘、运输（使用）过程
中由于损伤造成的裂缝等
用ABC树脂溶于二氯乙烷或丙酮
配制的粘补剂，但粘补前一定将该
处的碱清洗干净
铁
外壳渗漏电解液1、焊缝胀开或砂眼
倒出电解液，铁外壳蓄电池底盖焊
缝胀开可将电池浸入稀碱液中，将
焊缝胀开部位露出10—15mm用4
号或5号焊嘴、小号气焊枪补焊，如
果底部，倒置时将注液口密封，以
防液体进入蓄电池，蓄电池底盖部
位以外的焊缝漏液，则需要更换外
壳
2、铁外壳蓄电池使用过程中发生电化学锈蚀
致漏
如果是底、盖部位焊接缝锈蚀，可
用小号焊枪补焊，如果是其它部位
锈蚀应更换外壳，并加绝缘保持干
燥
4、蓄电池（组）的保管与运输
蓄电池（组）保管的好坏和周围环境温度、空气湿度及蓄电池保存前状态有关，按要求维护和保管可以延长使用寿命。
4、1长期保存
准备长期保存的蓄电池（组）在正常放电后倒出电解液，并立即装上气塞，把表面清理干净，如气塞上有出气孔，需用医用胶布密封，极柱等所有金属零件应均匀地涂上一层凡士
林油，放在通风、干燥、没有酸雾、温度不大于35℃相对湿度不大于75％的环境中保存。4、2短期保存
蓄电池（组）保存不超过一年，可带电解液保存，充、放电态均可，但保存时必须调整电解液液面高度符合规定，将气塞拧紧，表面清理干净，将蓄电池（组）存放在湿度不大于35℃的干燥、通风、无酸性污染的房间内。
4、3为了运输安全，将蓄电池放电后，倒掉电解液，避免因蓄电池短路引起燃烧和漏出的电解液将器具腐蚀等事故的发生。
镉镍碱性蓄电池在日常使用维护上的注意事项
维护上需要注意的方面注意事项原因结果
浮充电电压
设定电压高寿命减少，液面降低则补水间隔缩短
设定电压低
容量降低，促进不活性化，导致性能
低下
补水
忘记补水露出极板使其氧化，发热直至烧损
过补水溢液泄漏
使用了不纯净的水寿命减少特性低下
定期的均充未能实施
使单体电池的性能不平衡缩短使用寿
命
蓄电池
的温度
45℃以上使用
缩短寿命，容量降低，补水间隔缩短清扫未实施泄漏、腐蚀进行很快
使用干布擦拭发生静电蓄电池引火爆炸
用有机溶剂清扫破坏有机部件（电槽、盖等）
全体注意的方面禁火蓄电池引火爆炸
防止外
部短路
产生火花损伤部件，蓄电池引火爆炸注意液
体短缺
电解液太少而烧损
严禁硫酸腐蚀、溶解而缩短寿命
与铅蓄电池的
用具混用
腐蚀、溶解而缩短寿命
使用电解液接触后有烧伤，失明的危险
防止触电接触导电部位触电
镉镍碱性蓄电池讲义
二、镉镍袋式碱性蓄电池的基本构造 1、一般结构：主要部件有正、负极板、隔膜、电解液、电池壳，另还有一些零件，如端子、连接条等。 2、镉镍袋式碱性蓄电池的结构、特点 镉镍袋式蓄电池具有优良的电性能、寿命长、结构坚固、耐过充过放电、自放电小、可靠性高、维护方便，并用不同极板结构来适应不同倍率电流的放电。可在-40℃—60℃环境下使用，并且有良好的荷电保持能力。可以在任何条件下长期贮存而无损坏。 （1）极板：正负极是由正、负极性活性物质包在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里。 （2）外壳：一般为塑料或镀镍钢外壳。 （3）隔板：通常是塑料栅或镀镍栅。 （4）电解液：以氢氧化钾为主体的水溶液，比重1.20（20℃时）。 三、镉镍袋式碱性蓄电池工作原理 1、电池特性 袋式极板的基本原理是把粉末状的活性物质包在一个封闭的扁平穿孔钢带袋里，并把这些袋叠放在一起制成电极。开口袋式电池是由包于钢带盒中的氢氧化镍正极，隔板和与正极相同的包于钢盒中的镉负极组成。它们均浸没在氢氧化钾的净化水溶液里，并装在塑料或镀镍钢板制成的开口电槽里。 2、充放电工作原理 它的基本电化学原理与其它各种镉镍电池相同，其充放电反应如下： 放电 2NiOOH+2H2O+Cd 2Ni（OH）2+Cd（OH）2 充电 放电时，三价氢氧化镍消耗水并还原成两价氢氧化镍，金属镉被氧化成氢氧化镉。充电时发生逆反应，电池的电动势是1.29V。 氢氧化钾电解液的比重和组成，在充放电过程中没有明显的变化，这与铅酸电池中硫酸的变化情况正好相反。电解液的比重通常为2.2g/ml，为了提高循环寿命和高温性能，通常电解液里还加入氢氧化钾。 四、蓄电池的容量 蓄电池的容量是在一定放电条件下，电池所能给出的电量。它是放电电流（A）和放电时间（h）的乘积，单位一般为安时或毫安时。 蓄电池的容量计算公式：容量=电流×时间，即：C=I×h 式中：C为蓄电池实际放电容量（安时） I为放电电流（安培） h为放电时间（小时） 五、蓄电池的连接方式 蓄电池的连接方式分为串联和并联。 要提高蓄电池组的电压则采用串联方式，串联是蓄电池的正极端和相邻的蓄电池的负极端相连接。如：现有1.2V 的蓄电池，而蓄电池组所需电压为60V，那么就需要50只1.2V的蓄电池串联。 要提高蓄电池组的容量则采用并联方式，并联是蓄电池（或蓄电池组）和相邻的蓄电池（或蓄电池组）的正极端和的正极端相连接，负极端和负极端相连接。如：现有1.2V，1000Ah的蓄电池，而所需蓄电池组为1.2V，2000Ah，
镍镉电池
镍镉电池/镍氢电池的原理及充电方法详解 ［作者：佚名转贴自：《IT大虾网》］ 镍镉/镍氢电池的发展 1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 发明了用于电动车的镍铁电池。遗憾的是，由于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。 后来，Jungner的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。其中最重要的改进是在1932年，科学家在镍电池中开始使用了活性物质。他们将活性物质放入多孔的镍极板中，然后再将镍极板装入金属壳内。镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947年密封型镍镉电池研制成功。在这种电池中，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应用范围大大增加。 密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。 随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来，镍氢电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。镍氢电池刚问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢电池。1992年，日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。目前国内已有20 多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。 蓄电池参数 蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。电池的容量通常用Ah(安时)表示，1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。与电池容量相关的一个参数是蓄电池的充电电流。蓄电池的充电电流通常用充电速率C表示，C为蓄电池的额定容量。例如，用2A电流对1Ah电池充电，充电速率就是2C；同样地，用2A电流对500mAh电池充电，充电速率就是4C。 电池刚出厂时，正负极之间的电势差称为电池的标称电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。当环境温度、使用时间和工作状态变化时，单元电池的输出电压略有变化，此外，电池的输出电压与电池的剩余电量也有一定关系。单元镍镉电池的标称电压约为1.3V（但一般认为是1.25V），单元镍氢电池的标称电压为1.25V。 电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗。在充放电过程中，极板的电阻是不变的，但是，离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电离子的增减而变化。 蓄电池充足电时，极板上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，蓄电池的电压也不会上升，此时的电压称为充电终止电压。镍镉电池的充电终止电压为1.75~1.8V，镍氢电池的充电终止电压为1.5V。
镉镍碱性蓄电池安装运行维护指导手册
蓄电池安装指导手册 1 安装 镉镍碱性蓄电池（组）放电态不带电解液出厂 1.1 安装前检查 安装前的检查（见表1） 表1 1.2注入电解液 拧下蓄电池气塞后，即将电解液注入蓄电池内，（电解液的标准及配制方法见表2 ）调整液面高度至上液面线，浸泡4h，重新调整液面高度，重新拧上气塞，并将外溢到蓄电池表面的电解液清理干净。 1．3蓄电池的安装 用跨接板将蓄电池（组）串联、串联时蓄电池（组）的正板同相邻蓄电池（组）的负板相连，依次类推，最后将整组蓄电池（组）余下的正板端与充电电源正板引出线相连，负板端与充电电源负板引出线相连。见图1 图１：蓄电池组连接方式 1．4初充电（见操作运行手册） 2 电解液的选用、配制及保管 2.1按蓄电池使用的环境温度选用所需电解液（见表2）
表２ 2.2电解液的配制 2.2.1配制电解液用原材料技术要求及容器： 氢氧化钾（KOH）：化学纯（GB2306-80）或工业用（GB1919-80） 氢氧化锂（LiOH.H2O）：工业纯，LiOH含量不少于50%。 配制电解液用的水：应为蒸馏水或软化水，或去离子水，电渗析水等，严禁使用矿水、海水自来水。存取水的容器，一般可用玻璃、塑料、不锈钢、搪瓷容器等，严禁用铁桶存放，存水的容器一定要密封保存。 配制电解液时可用：塑料、搪瓷、不锈钢等耐碱材料的容器。 2.2.2 配制电解液的工具 浮计（量程1.10-1.30）、温度计、量筒、漏斗、塑料勺、台称、搅拌器（配大量电解液）或塑料棒（少量电解液）等工具。 2.2.3 电解液的配制方法 按表2规定的各种成分比，依每只蓄电池所需电解液量（见附录一）计算并称取碱的重量，先将水倒入容器内，然后慢慢加入碱，并立即加入所需量的氢氧化锂，不断搅拌，使其完全溶解，冷却至20±5℃，沉淀、测定电解液相对密度并调整至所需值，取其澄清液使用。 2.3 电解液保管 配制好的电解液，暂不用或剩余电解液要密封保存在塑料、搪瓷、不锈钢等耐碱容器内，严禁酸及其它杂质污染电解液。 3 注意事项 配电解液时，碱慢慢倒入水中，切不可把水倒入碱中，配制与加注电解液时，应穿戴好工作服、橡胶围裙、眼镜、橡胶手套、胶鞋等防护用品，并在工作场地配备3%的硼酸水溶液，以备碱液溅在眼睛或皮肤上时冲洗，以防被碱烧伤。
烧结式镉镍蓄电池使用维护手册新中文
1 概述 四川长虹电源有限责任公司生产的烧结式镉镍蓄电池（组）〔以下简称“蓄电池（组）”〕具有大电流及低温放电性能好、适用温度范围宽、自放电小、耐电气误操作能力强、使用维护简便、循环寿命长、机械强度高、安全系数高、抗冲击振动能力强等特点。产品适用于机车、地铁轻轨车辆、UPS系统及开关柜等的应急起动。 2 蓄电池的结构和工作原理 结构 蓄电池的极板组主要由镍正极、镉负极、隔膜和极柱组成，极板组牢固装配在工程塑料的单体壳内，单体壳和单体盖用胶粘接或热板焊接在一起，蓄电池的极柱处用O形密封圈密封。蓄电池分别以红、蓝或黑塑料极柱套管（极性片）作正负极性标记，单体盖上靠近正极端有“＋”符号作为永久标记；单体盖上安装有塑料螺塞、金属气塞或翻盖气塞。 图1 蓄电池结构图 蓄电池工作时使用翻盖气塞或金属气塞，它们能阻止外部杂物进入，排出充电过程中产生的气体，保证蓄电池安全可靠地工作。 工作原理 镉镍蓄电池是一种在充电时将电能转变成化学能储存起来，而在放电时将化学能转变为电能的装置。充放电时，蓄电池正负极上发生氧化还原反应。 蓄电池在充放电时，理论上不消耗电解液，但烧结电极具有较高的孔率，具有吸收或释放水的特性，充电时释放水，使电解液液面升高，放电时吸收水，使电解液液面下降，同时蓄电池的隔膜具有极高的吸液能力，因此，蓄电池在充放电过程中，电解液液面变化较大（气室较小的蓄电池，全放电态时只有很少的游离电解液），在充电后期或过放电时，有部分水被电解，产生氧气和氢气。因此，蓄电池在使用过程中有一定量的水消耗，应按要求随时检查、调整电解液液面高度。 3 蓄电池（组）使用前的准备 开箱检查 3.1.1 检查并确认包装箱是否完好。 3.1.2 蓄电池（组）开箱后，应首先检查配件与备件是否齐套，蓄电池是否完好，蓄电池单体壳、单体盖有无机械损伤。 3.1.3擦去蓄电池极柱和螺母上的凡士林油；将蓄电池上安装的塑料螺塞（不可排气！）更换为配件中的翻盖气塞或金属气塞。
不同镍镉蓄电池的区别与鉴别方法
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。
常用几种充电电池基本常识
常用几种充电电池基本常识 作者：d2010ch 来源：本站原创发布时间：2009-11-2 20:35:03 [] [] 常用几种充电电池基本常识 一、充电电池简介 充电电池的种类 镍镉电池（Ni-Cd） 电压： 使用寿命为：500次 放电温度为：-20度～60度 充电温度为：0度～45度 备注：耐过充能力较强。 镍氢电池（Ni-Mh） 电压： 使用寿命为：1000次 放电温度为：-10度～45度 充电温度为：10度～45度 备注：目前最高容量是2100mAh左右。 锂离子电池（Li-lon） 电压： 使用寿命为：500次 放电温度为：-20度～60度 充电温度为：0度～45度 备注：重量比镍氢电池轻30%～40%，容量高出镍氢电池60%以上。但是不耐过充，如果过充会造成温度过高而破坏结构=>爆炸。
锂聚合物电池（Li-polymer） 电压： 使用寿命为：500次 放电温度为：-20度～60度 充电温度为：0度～45度 备注：锂电的改良型，没有电池液，而改用聚合物电解质，可以做成各种形状，比锂电池稳定。 铅酸电池（Sealed） 电压：2V 使用寿命为：200～300次 放电温度为：0度～45度 充电温度为：0度～45度 备注：就是一般车用电瓶（它是以6个2V串联成12V的），免加水的电池使用寿命长达10年，但体积和最量是最大的。 二、电池充电的名词解释 充电率(C-rate) C是Capacity的第一个字母，用来表示电池充放电时电流的大小数值。 例如：充电电池的额定容量为1100mAh时，即表示以1100mAh（1C）放电时间可持续1小时，如以200mA（）放电时间可 持续5小时，充电也可按此对照计算。 终止电压（Cut-off discharge voltage） 指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。 根据不同的电池类型及不同的放电条件，对电池的容量和寿命的要求也不同，因此规定的电池放电的终止电压也不相同。 开路电压（Open circuit voltage OCV） 电池不放电时，电池两极之间的电位差被称为开路电压。
镉镍碱性蓄电池讲义
中德财政合作青海太阳能项目电站管理人员培训教材镉镍袋式碱性蓄电池原理与维护 青海省光明工程有限公司 2005年8月
一、电池的分类： 电池的种类及其分类方法比较多，通常按电池的工作性质，电解质以及电极材料来进行分类。但也存在着一定的局限性，不能反映电池的全貌，目前主要分为四类。 1、原电池，也称一次电池。其活性物质用尽后不能用充电的方法使之恢复，只能废弃。如二氧化锰电池，锌—氧化汞电池等等。电液不流动的电池称“干电池”。 2、蓄电池，也称二次电池。其活性物质消耗尽后可利用充电方法使之恢复，因此电池得以再生。电池内部反应自发发生并向电池外部用电设备输出电流的过程称之放电。反之，向电池内输入电能即有与放电电流方向相反的电流通过电池，电池内部发生与放电反应相反的反应。此过程为充电。二次电池为电能贮存装置，故称蓄电池。 3、贮备电池。电池的某一重要组成与电池其他组成分开，这时自放电排除，故电池可长期保存，通常是电解质被隔离，使用前迅速加入电解液，电池即放电。 4、燃料电池，将燃料（氧气、甲醇等）和氧化剂分别作为电池两极的活性物质保存在电池主体之外。当反应物连续通入电池体时，即可连续放电。 二、镉镍袋式碱性蓄电池的基本构造 1、一般结构：主要部件有正、负极板、隔膜、电解液、电池壳，另还有一些零件，如端子、连接条等。
2、镉镍袋式碱性蓄电池的结构、特点 镉镍袋式蓄电池具有优良的电性能、寿命长、结构坚固、耐过充过放电、自放电小、可靠性高、维护方便，并用不同极板结构来适应不同倍率电流的放电。可在-40℃—60℃环境下使用，并且有良好的荷电保持能力。可以在任何条件下长期贮存而无损坏。 （1）极板：正负极是由正、负极性活性物质包在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里。 （2）外壳：一般为塑料或镀镍钢外壳。 （3）隔板：通常是塑料栅或镀镍栅。 （4）电解液：以氢氧化钾为主体的水溶液，比重（20℃时）。 三、镉镍袋式碱性蓄电池工作原理 1、电池特性 袋式极板的基本原理是把粉末状的活性物质包在一个封闭的扁平穿孔钢带袋里，并把这些袋叠放在一起制成电极。开口袋式电池是由包于钢带盒中的氢氧化镍正极，隔板和与正极相同的包于钢盒中的镉负极组成。它们均浸没在氢氧化钾的净化水溶液里，并装在塑料或镀镍钢板制成的开口电槽里。 2、充放电工作原理 它的基本电化学原理与其它各种镉镍电池相同，其充放电反应如下： 放电 2NiOOH+2H2O+Cd 2Ni（OH）2+Cd（OH）2 充电
镍氢电池知识
镍氢电池基本知识及特点简介 一：镍氢电池的特点和二次电池的简介 镍氢电池是以镍氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为氢氧化钾）作为电解液制成的电池。这种电池是早期镍镉电池的替代产品，相对于镍镉电池来说，镍氢电池具有更加引人注目的优势。它大大减少了镍镉电池中存在的“记忆效应”，这使镍氢电池的使用更加方便，循环使用寿命更加长久。此外，镍氢电池还具有电容量高、放电深度大、耐过充和过度放电、充电时间短等明显的优点。下面列出目前使用的四种可充电池化学反应式。 电池标称电压：1.2V 电池标称电压：1.2V 电池标称电压：3.6V 电池标称电压：2.0V 上述电池中，铅酸电池的电解液为硫酸（H2SO4），镍镉与镍氢电池的电解液均为氢氧化钾（KOH），锂离子电池的电解液则为含有锂盐的有机液体或固态高分子电解质；镍镉与镍氢电池使用相同的正电极，即氧化镍的氢氧化物（NiOOH）；镍氢电池的负极为镧系元素（A）与镍（B）形成的储氢材料，有AB5和AB2两种化学物。镍氢电池的充放电反应可视为氢离子（H+）在正、负电极间的来回运动。锂离子电池的正电极材料在上面反应式中以锂钴氧化物（LixCoO2）为例的，事实上，这类材料的发展方兴未艾，包括锂锰、锂镍、锂锡及锂钒等氧化物，而锂离子电池的充放电反应则是锂离子（Li+）在正、负电极间的来回运动。总言之，二次电池均靠氧化还原反应来实现，在充电时将电能储存为化学能，然后在放电时将化学能转换为电能。 二、影响镍氢电池性能的几个因素 影响镍氢电池性能的因素有很多，包括正/负极板的基材，贮氢合金的种类，活性物质的颗粒度，添加剂的类别和数量，以及制作工艺、电解液、隔膜、化成工艺等许多方面。 下面就添加剂（Co）、电解液、隔膜以及化成工艺等对电池性能的影响这几方面进行一下简要的探讨。 1、正极添加CoO对电极性能的影响
镉镍蓄电池充放电
镉镍电池的几种充电方法 镉镍电池体积小，重量轻，机械强度高，工作电压平稳，能瞬时大电流放电，一般可大于额定容量C5的10～12倍，使用寿命长，便于维护，根据镉镍电池的特性，正确的给镉镍电池充放电，对延长其使用寿命是非常重要的。 一、初次充放电 新装干式运输的镉镍电池组（包括带电解液运输而设充放电的）在注入电解液后第一次充放电，叫做初次充放电。厂方进行过充放电的电池组，我们也必须进行一次核对性充放电，作为今后的参考依据。 1．初次充放电的目的：①看其充放电曲线是否与厂方说明书中给出的参数曲线相附。②通过放电看其容量是否能达到额定容量，若达不到，可通过2～3次最多不超过5次充放电循环，使容量恢复到额定容量。③早发现问题，如个别单只电池容量不足、裂纹渗漏、内部短路等，从而得到及时处理。④按电池的排列顺序编号登记，根据初次充放电测量的数据画成曲线图，作为以后参考依据。 2．初次充电的方法：用恒定电流．先以标准充电电流 0．25C5A 充电6h，使每只电池的端电压升至 l．75V，经1h后电压仍无显著变化，并且充入的电量已达可放出电量的140％，即可认为充电结束。 3．初次放电的方法：用电阻性负载放电，用标准放电电阻即0．25C5A放电4h，放电至每只电池端电压下降为1V为止，放电时间应≥4h，可认为容量能达额定值，倘若达不到可进行2～3次，最多不超过5次的充放电循环。仍不能使容量恢复，就要找出原因进行处理。 4．注意事项：①初次充放电必须二人进行，记录者负责安全监护，初次充电要每小时测量记录一次单格电压和总电压U总=U单X总只数。②初次放电的前3h可每小时测量记录一次单格电压和总电压，随时调整放电电阻保持放电电流平稳。3h后每半小时测量记录一次。当单格电压降至1V时停止放电。严禁过放电，过放电不但放
镉镍蓄电池运行维护
镉镍电池的运行维护 l 充电 现在有的资料推荐0.1CA 电流，但这是比较保守的。也就是说如能照此充放电。电池的 实际寿命应该超过说明书所规定的寿命（10年）。本文推荐恒流用0.2CA充电，恒压用1.42?1.55V 充电。 1.1 恒流充电 对已经放完电的碱电池，用0.2CA充电约7?8h （即约150%容量）即可充满。充电后期 单个电池电压为 1 .45 ? 1 .75V 。这一变化幅度较大，与电池型号及环境温度有关，见表。 电压上升到此范围历经1h 不再升高，即为已经充满。如发现充电后期电压升到不再升高之后出现下降,即应立即停充。发生过较大的电压下降的电池，其容量、寿命会降低。 1.2 恒压充电 以每只电池1.45?1.55V的恒定电压向电池组充电，直到充电电流下降到0.01?0.02CA即为 充满。由于电池在放完电后端电压约 1.0?1.1V,故如一开始即用恒压充，则电流将会太大。 通常先用0.2CA恒流充3?4h,待端电压升到1.4V以上再用恒压充满。与恒流充电比较，恒压充电所需时间长（40?50h），不利于人工维护充电。但其后期总电压不高，充电后期电池温度也较低，有利于运行中的直流系统；且可利用自动装置保持恒压。故推荐在运行中的设备上采用恒压充电法。 充电时的化学反应会使电池内的温度升高，故须密切监视充电时的温度，勿使超过45 C。由于电池内部与外部有温度差，故外壳温度不得超过40C。 2 放电对于浮充运行的设备，应作定期核对放电，以掌握电池的实际保有容量状况。 放电电流一般用0.2?0.25CA。在放电过程中必须经常测量各个电池的端电压，使之不低于1.0V。' 直流系统电压过低对运行不利，且电池放电到低于 1.1V后电压下降很快，不易控制在 恰好达到1.0 V:故放电到单电池电压达 1.1V时，即可停放而转为开始充电。亦即对220V 系统当电压降到200V即应停放。因其后所能放出的容量已经很小，核对容量的目的可说已经达到。 放电以后停放时间通常不应超过8h,即应再次充电。 3 补充充电 运行中的电池每2?3个月应作一次补充充电。可用0.2CA电流对电池充2h,后降下电 流转为浮充。 浮充电流不一定能保持得恰到好处，运行中又经常发生直流负荷电流短时间内大于充电机输出电流的情况；时间长了，难免不发生电池容量不足的现象。故定期补充充电是很必要的。 4 浮充电 蓄电池在已充满后，给以小电流补充使其经常保持满容量，称为浮充电运行。对于镐镍电池，浮充电流应为3?5mA/Ah。例如对20Ah的电池，浮充电流应为60?100mA。 如果电池不能得到正确的浮充，则其容量下降。用不了多久时间就会变成容量空虚，在系统紧急状态下或操作较多时扩大事故。以镉镍电池为能源的直流系统，其容量小于铅酸电池。故正确的浮充更加重要。镉镍电他故障原因中，未能正确浮充所占比例极大。 5 活化处理 镉镍电池每次充、放电都须充足、放完。半充半放会使电池产生“记忆”现象。即电池好象“记
镉镍碱性蓄电池讲义全
中德财政合作太阳能项目电站管理人员培训教材 镉镍袋式碱性蓄电池原理与维护
省光明工程 2005年8月 一、电池的分类： 电池的种类及其分类方法比较多，通常按电池的工作性质，电解质以及电极材料来进行分类。但也存在着一定的局限性，不能反映电池的全貌，目前主要分为四类。 1、原电池，也称一次电池。其活性物质用尽后不能用充电的方法使之恢复，只能废弃。如二氧化锰电池，锌—氧化汞电池等等。电液不流动的电池称“干电池”。 2、蓄电池，也称二次电池。其活性物质消耗尽后可利用充电方法使之恢复，因此电池得以再生。电池部反应自发发生并向电池外部用电设备输出电流的过程称之放电。反之，向电池输入电能即有与放电电流方向相反的电流通过电池，电池部发生与放电反应相反的反应。此过程为充电。二次电池为电能贮存装置，故称蓄电池。 3、贮备电池。电池的某一重要组成与电池其他组成分开，这时自放电排除，故电池可长期保存，通常是电解质被隔离，使用前迅速加入电解液，电池即放电。 4、燃料电池，将燃料（氧气、甲醇等）和氧化剂分别作为电池
两极的活性物质保存在电池主体之外。当反应物连续通入电池体时，即可连续放电。 二、镉镍袋式碱性蓄电池的基本构造 1、一般结构：主要部件有正、负极板、隔膜、电解液、电池壳，另还有一些零件，如端子、连接条等。 2、镉镍袋式碱性蓄电池的结构、特点 镉镍袋式蓄电池具有优良的电性能、寿命长、结构坚固、耐过充过放电、自放电小、可靠性高、维护方便，并用不同极板结构来适应不同倍率电流的放电。可在-40℃—60℃环境下使用，并且有良好的荷电保持能力。可以在任何条件下长期贮存而无损坏。 （1）极板：正负极是由正、负极性活性物质包在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里。 （2）外壳：一般为塑料或镀镍钢外壳。 （3）隔板：通常是塑料栅或镀镍栅。 （4）电解液：以氢氧化钾为主体的水溶液，比重1.20（20℃时）。 三、镉镍袋式碱性蓄电池工作原理 1、电池特性 袋式极板的基本原理是把粉末状的活性物质包在一个封闭的扁平穿孔钢带袋里，并把这些袋叠放在一起制成电极。开口袋式电池是由包于钢带盒中的氢氧化镍正极，隔板和与正极相同的包于钢盒中的镉负极组成。它们均浸没在氢氧化钾的净化水溶液里，并装在
镍镉电池使用说明书
镍镉电池使用说明书 镍镉电池的电芯，正极为镍，负极为镉。镍镉电池的优点：便宜、结实、荷电保持能力比氢电好，而比锂电差；但是镉电容量小、有记忆效应而且对环境有污染 以EB-KNB14A电池为例，下面简述一下镍镉电池的使用说明 一、电池性能:（电池充放电电压、电流、时间和环境温度） 1、电池型号：EB-KNB14A 2、电池规格：NI-CD AA1100 3、标称电压：7.2V 4、标称容量：1100mAh 5、充电电流： 标准充电方式0.2 C（以220mA恒流电流充电7小时） 快速充电方式 1.0C（以1100mA恒流电流充电1.2小时） 6、放电电流：0.2C放电（2200mA电流放电到终止电压6.0V） 7、放电终止电压：6.0V 8、充、放电控制：充电最高电压为9.6V，放电终止电压为6.0V 9、充放电环境温度： 充电：充电应该在20±5℃的环境温度下进行,否则可能充不满额定电量; 标准充电方式可可适应在0~50℃下进行。快速充电方式可适应在10～50℃放电：温度为20℃时的放电特性，以220mA电流放电至6V，放电容量≥1100MAH 可在-18～55℃，的环境温度下进行放电 二、电池搁置、贮存的环境和时间注意事项： 1、电池贮存应该在阴凉干燥的环境中，环境温度-20～35℃； 2、电池在初次使用前要做一次完全充放电预循环，以便激活电池； 3、搁置或存放的电池至少三个月进行一次完全充放电循环激活 4、电池应该开路状态搁置，电池不用时应该从机器上取下来，以防止电池长时间处于过放状态而引起损坏 三、电池对应配置及充电说明 1、电池装入机器或从机器上取下时请在关机状态下进行 2、请使用NI-CD（镍镉）或者NI-MH（镍氢）专用配套充电器，不配套的充电器有可能充不进电或充不满电以及会损坏电池 4、充电时，应该在20±5℃的环境温度下进行，否则可能充不满额定电量 5、充满电的电池，应从充电器上取下，以免过充，缩短电池寿命，降低性能。 6、镍镉电池的使用最佳方法是充电时要充满、放电时要放完，避免充充用用，用用充充，这样电池可能会产生记忆效应。 7、电池产生记忆效应时不能正常充放电，这时需将电池通过标准充放电方式进行维护修复 四、安全警告： 1、切勿将电池储存在潮温、高温的地方。 2、切勿将电池放置火中、以免引起爆炸。 3、切勿将电池端子短路或对电池反充电。 4、切勿拆开电池外壳。 5、切勿在危险的环境下进行电池安装。
镉镍碱性蓄电池讲义
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二、镉镍袋式碱性蓄电池的基本构造 1、一般结构：主要部件有正、负极板、隔膜、电解液、电池壳，另还有一些零件，如端子、连接条等。 2、镉镍袋式碱性蓄电池的结构、特点 镉镍袋式蓄电池具有优良的电性能、寿命长、结构坚固、耐过充过放电、自放电小、可靠性高、维护方便，并用不同极板结构来适应不同倍率电流的放电。可在-40℃—60℃环境下使用，并且有良好的荷电保持能力。可以在任何条件下长期贮存而无损坏。 （1）极板：正负极是由正、负极性活性物质包在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里。 （2）外壳：一般为塑料或镀镍钢外壳。 （3）隔板：通常是塑料栅或镀镍栅。 （4）电解液：以氢氧化钾为主体的水溶液，比重（20℃时）。 三、镉镍袋式碱性蓄电池工作原理 1、电池特性 袋式极板的基本原理是把粉末状的活性物质包在一个封闭的扁平穿孔钢带袋里，并把这些袋叠放在一起制成电极。开口袋式电池是由包于钢带盒中的氢氧化镍正极，隔板和与正极相同的包于钢盒中的镉负极组成。它们均浸没在氢氧化钾的净化水溶液里，并装在塑料或镀镍钢板制成的开口电槽里。 2、充放电工作原理 它的基本电化学原理与其它各种镉镍电池相同，其充放电反应如下： 放电 2NiOOH+2H2O+Cd 2Ni（OH）2+Cd（OH）2 充电 放电时，三价氢氧化镍消耗水并还原成两价氢氧化镍，金属镉被氧化成氢氧化镉。充电时发生逆反应，电池的电动势是。 氢氧化钾电解液的比重和组成，在充放电过程中没有明显的变化，这与铅酸电池中硫酸的变化情况正好相反。电解液的比重通常为ml，为了提高循环寿命和高温性能，通常电解液里还加入氢氧化钾。 四、蓄电池的容量 蓄电池的容量是在一定放电条件下，电池所能给出的电量。它是放电电流（A）和放电时间（h）的乘积，单位一般为安时或毫安时。 蓄电池的容量计算公式：容量=电流×时间，即：C=I×h 式中：C为蓄电池实际放电容量（安时） I为放电电流（安培） h为放电时间（小时） 五、蓄电池的连接方式 蓄电池的连接方式分为串联和并联。 要提高蓄电池组的电压则采用串联方式，串联是蓄电池的正极端和相邻的蓄电池的负极端相连接。如：现有的蓄电池，而蓄电池组所需电压为60V，那么就需要50只的蓄电池串联。 要提高蓄电池组的容量则采用并联方式，并联是蓄电池（或蓄电池组）和相邻的蓄电池（或蓄电池组）的正极端和的正极端相连接，负极端和负极端相连接。如：现有，1000Ah的蓄电池，而所需蓄电池组为，2000Ah，那
镉镍碱性蓄电池讲义
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中德财政合作青海太阳能项目电站管理人员培训教材镉镍袋式碱性蓄电池原理与维护 青海省光明工程有限公司 2005年8月
一、电池的分类： 电池的种类及其分类方法比较多，通常按电池的工作性质，电解质以及电极材料来进行分类。但也存在着一定的局限性，不能反映电池的全貌，目前主要分为四类。 1、原电池，也称一次电池。其活性物质用尽后不能用充电的方法使之恢复，只能废弃。如二氧化锰电池，锌—氧化汞电池等等。电液不流动的电池称“干电池”。 2、蓄电池，也称二次电池。其活性物质消耗尽后可利用充电方法使之恢复，因此电池得以再生。电池内部反应自发发生并向电池外部用电设备输出电流的过程称之放电。反之，向电池内输入电能即有与放电电流方向相反的电流通过电池，电池内部发生与放电反应相反的反应。此过程为充电。二次电池为电能贮存装置，故称蓄电池。 3、贮备电池。电池的某一重要组成与电池其他组成分开，这时自放电排除，故电池可长期保存，通常是电解质被隔离，使用前迅速加入电解液，电池即放电。 4、燃料电池，将燃料（氧气、甲醇等）和氧化剂分别作为电池两极的活性物质保存在电池主体之外。当反应物连续通入电池体时，即可连续放电。 二、镉镍袋式碱性蓄电池的基本构造
1、一般结构：主要部件有正、负极板、隔膜、电解液、电池壳，另还有一些零件，如端子、连接条等。 2、镉镍袋式碱性蓄电池的结构、特点 镉镍袋式蓄电池具有优良的电性能、寿命长、结构坚固、耐过充过放电、自放电小、可靠性高、维护方便，并用不同极板结构来适应不同倍率电流的放电。可在-40℃—60℃环境下使用，并且有良好的荷电保持能力。可以在任何条件下长期贮存而无损坏。 （1）极板：正负极是由正、负极性活性物质包在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里。 （2）外壳：一般为塑料或镀镍钢外壳。 （3）隔板：通常是塑料栅或镀镍栅。 （4）电解液：以氢氧化钾为主体的水溶液，比重（20℃时）。 三、镉镍袋式碱性蓄电池工作原理 1、电池特性 袋式极板的基本原理是把粉末状的活性物质包在一个封闭的扁平穿孔钢带袋里，并把这些袋叠放在一起制成电极。开口袋式电池是由包于钢带盒中的氢氧化镍正极，隔板和与正极相同的包于钢盒中的镉负极组成。它们均浸没在氢氧化钾的净化水溶液里，并装在塑料或镀镍钢板制成的开口电槽里。 2、充放电工作原理 它的基本电化学原理与其它各种镉镍电池相同，其充放电反应如下：
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 发表时间：2019-06-24T16:04:22.827Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：蔡和旭裴云庆 [导读] 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。 中车大连机车车辆有限公司辽宁大连 116022 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。 1.2工作原理 密封胶体蓄电池由金属铅和硫酸为主要材料制作而成，通过提高负极析氢过电位、凝胶状电解液等一系列的措施使蓄电池得以密封，其电化学原理可用化学反应方程式进行概括： 1.3密封原理 阴极吸收式（负极）的密封原理，有以下几个过程： 充电过程中在正极产生氧气：2H2O→O2↑+4H++4e- 在安全阀（单向）的作用下【电池内部有一定内压时，自动开启逸出气体，而后立即闭阀，防止外部大气进入电池，开闭阀非常准确（按设定压力）】，产生的O2 通过AGM 隔板微孔向负极迁移，在负极上反应： 上述过程是基于氧复合（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，这一过程是一个“氧消耗、氢抑制、水回来”的实质性变化过程，使密封成为可能。 电池灌注的硅溶胶变成硅凝胶后，骨架进一步收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧提供了到达负极的通道。 2.镍镉蓄电池介绍 镍镉电池发明于1894年，至1938年，发明出烧结式极板并沿用至今。1983年，镍镉电池大幅度提升，发明了FNC纤维式镍镉电池，并率先在铁路上进行应用，发展到1995年，FNC技术改进，日趋成熟，得到更大范围的应用。 2.1概述 地铁车辆中，镍镉蓄电池大多采用烧结式镉镍蓄电池，具有大电流及低温放电性能好、适用温度范围宽、自放电小、耐电气误操作能力强、使用维护简便、循环寿命长、机械强度高、安全系数高、抗冲击振动能力强等特点。 蓄电池极板组主要由镍正极、镉负极、隔膜和极柱组成，极板组牢固装配在阻燃性聚丙烯制造的蓄电池壳内，蓄电池壳和盖用热板焊接在一起，蓄电池盖上有用于电流传输的正负极柱，蓄电池的极柱处用O形密封圈密封。 蓄电池盖上靠近正极端有“+”符号作为永久标记；蓄电池盖上安装有塑料螺塞或装配气塞。蓄电池工作时使用装配气塞，它们能阻止外部杂物进入，排出充电过程中产生的气体，保证蓄电池安全可靠地工作。
镉镍碱性蓄电池讲义
镉镍碱性蓄电池讲义 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
二、镉镍袋式碱性蓄电池的基本构造 1、一般结构：主要部件有正、负极板、隔膜、电解液、电池壳，另还有一些零件，如端子、连接条等。 2、镉镍袋式碱性蓄电池的结构、特点 镉镍袋式蓄电池具有优良的电性能、寿命长、结构坚固、耐过充过放电、自放电小、可靠性高、维护方便，并用不同极板结构来适应不同倍率电流的放电。可在-40℃—60℃环境下使用，并且有良好的荷电保持能力。可以在任何条件下长期贮存而无损坏。 （1）极板：正负极是由正、负极性活性物质包在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里。（2）外壳：一般为塑料或镀镍钢外壳。 （3）隔板：通常是塑料栅或镀镍栅。 （4）电解液：以氢氧化钾为主体的水溶液，比重（20℃时）。 三、镉镍袋式碱性蓄电池工作原理 1、电池特性 袋式极板的基本原理是把粉末状的活性物质包在一个封闭的扁平穿孔钢带袋里，并把这些袋叠放在一起制成电极。开口袋式电池是由包于钢带盒中的氢氧化镍正极，隔板和与正极相同的包于钢盒中的镉负极组成。它们均浸没在氢氧化钾的净化水溶液里，并装在塑料或镀镍钢板制成的开口电槽里。 2、充放电工作原理 它的基本电化学原理与其它各种镉镍电池相同，其充放电反应如下： 放电 2NiOOH+2H2O+Cd 2Ni（OH）2+Cd（OH）2 充电 放电时，三价氢氧化镍消耗水并还原成两价氢氧化镍，金属镉被氧化成氢氧化镉。充电时发生逆反应，电池的电动势是。 氢氧化钾电解液的比重和组成，在充放电过程中没有明显的变化，这与铅酸电池中硫酸的变化情况正好相反。电解液的比重通常为ml，为了提高循环寿命和高温性能，通常电解液里还加入氢氧化钾。 四、蓄电池的容量 蓄电池的容量是在一定放电条件下，电池所能给出的电量。它是放电电流（A）和放电时间（h）的乘积，单位一般为安时或毫安时。 蓄电池的容量计算公式：容量=电流×时间，即：C=I×h 式中：C为蓄电池实际放电容量（安时） I为放电电流（安培） h为放电时间（小时）
镍镉电池原理及充电方法
镍镉/镍氢电池的原理及充电方法 作者： 镍镉/镍氢电池的发展 1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 发明了用于电动车的镍铁电池。遗憾的是，由于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。 后来，Jungner的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。其中最重要的改进是在1932年，科学家在镍电池中开始使用了活性物质。他们将活性物质放入多孔的镍极板中，然后再将镍极板装入金属壳内。镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947年密封型镍镉电池研制成功。在这种电池中，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应用范围大大增加。 密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。 随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来，镍氢电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。镍氢电池刚问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢电池。1992年，日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。 蓄电池参数 蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。电池的容量通常用Ah(安时)表示，1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。与电池容量相关的一个参数是蓄电池的充电电流。蓄电池的充电电流通常用充电速率C表示，C为蓄电池的额定容量。例如，用2A电流对1Ah电池充电，充电速率就是2C；同样地，用2A电流对500mAh电池充电，充电速率就是4C。 电池刚出厂时，正负极之间的电势差称为电池的标称电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。当环境温度、使用时间和工作状态变化时，单元电池的输出电压略有变化，此外，电池的输出电压与电池的剩余电量也有一
镉镍蓄电池
镉镍蓄电池 太行金日镉镍电池的主要特点有： (1)电解液只作为电流的传导体，浓度不起变化。 (2)电池的充放电程度不能根据电解液的密度变化来判断，而是在充电时以电压的变化 来判断。 (3)在充放电过程中随着电化反应的加剧，在正极板上析出氧气，负极板上析出把氢气· (4)密封式隔镍电池在制造时使负极板上物质过量，以避免氢气的析出，而在正极上产 生的氧气因电化作用而被负极板吸收，防止了蓄电池内部气体聚集，保证了蓄电池在密封条件下正常工作。 镉镍电池结构与用途 镉镍电池(nickel-cadmium battery) 是指采用金属镉作负极活性物质，氢氧化镍作正极活性物质的碱性蓄电池。正、负极材料分别填充在穿孔的附镍钢带（或镍带）中，经拉浆、滚压、烧结、化成或涂膏、烘干、压片等方法制成极板；用聚酰胺非织布等材料作隔离层； 用氢氧化钾水溶液作电解质溶液；电极经卷绕或叠合组装在塑料或镀镍钢壳内。 镉镍电池标称电压为1.2V，有圆柱密封式（KR）、扣式（KB）、方形密封式（KC）等多种类型。具有使用温度范围宽、循环和贮存寿命长、能以较大电流放电等特点，但存在“记忆”效应，常因规律性的不正确使用造成电性能下降。
镉镍电池的电池表达式为：(-)Cd︱KOH(NaOH)︱NiOOH(+) 电池反应为： 放电时：Cd+NiO2+2H2O→Ni(OH)2+Cd(OH)2 充电时：Ni(OH)2+Cd(OH)2→Cd+NiOOH+H2O 大型袋式和开口式镉镍电池主要用于铁路机车、矿山、装甲车辆、飞机发动机等作起动或应急电源。圆柱密封式镉镍电池主要用于电动工具、剃须器等便携式电器。小型扣式镉镍电池主要用于小电流、低倍率放电的无绳电话、电动玩具等。由于废弃镉镍电池对环境的污染，该系列的电池将逐渐被性能更好的金属氢化物镍电池所取代。