Никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы

Технология изготовления щелочных никелевых аккумуляторов была предложена в 1899, когда Waldmar Jungner изобрел первый никель-кадмиевый аккумулятор (Ni-Cd). Используемые в них материалы были в то время дороги и их применение было ограничено специальной техникой. В 1932 внутрь пористого пластинчатого никелевого электрода были введены активные материалы, а с 1947 начались исследования герметичных Ni-Cd аккумуляторов, в которых внутренние газы, выделяющиеся во время заряда, рекомбинировали внутри, а не выпускались наружу как в предыдущих вариантах. Эти усовершенствования привели к современному герметичному Ni-Cd аккумулятору, который и используется сегодня.

В настоящий момент Ni-Cd аккумуляторы по прежнему остаются наиболее популярными для электропитания переносных радиостанций, медицинского оборудования, профессиональных видеокамер, регистрирующих устройств и мощных инструментов. Так свыше 50% всех аккумуляторов для переносного оборудования - Ni-Cd. Появление более новых по электрохимической системе аккумуляторов хотя и привело к уменьшению использования Ni-Cd аккумуляторов, однако, выявление недостатков новых видов аккумуляторов привело к возобновлению интереса к Ni-Cd аккумуляторам.

Вот некоторые отличительные преимущества Ni-Cd аккумуляторов над аккумуляторами других типов:

Ni-Cd аккумулятор подобен сильному и молчаливому работнику, который интенсивно трудится и при этом не доставляет больших хлопот. Для него предпочтителен быстрый заряд по сравнению с медленным, и импульсный заряд по сравнению с зарядом постоянным током. Улучшение эффективности достигается распределением импульсов разряда между импульсами заряда. Этот метод заряда, обычно называемый реверсивным, поддерживает высокую площадь активной поверхности электродов, тем самым, увеличивая эффективность и срок эксплуатации аккумулятора. Реверсивный заряд также улучшает быстрый заряд, т.к. помогает рекомбинации газов, выделяющихся во время заряда. В результате – аккумулятор меньше нагревается и более эффективно заряжается по сравнению со стандартным методом заряда постоянным током.

Другая важная проблема, которая решается при использовании реверсивного заряда, это уменьшение кристаллических образований в элементах аккумулятора, что повышает эффективность и продлевает срок его эксплуатации. Исследования, проведенные в Германии показали, что реверсивный заряд добавляет около 15% к сроку службы Ni-Cd аккумулятора.

Для Ni-Cd аккумуляторов вредно нахождение в зарядном устройстве в течение нескольких дней. Фактически, Ni-Cd аккумуляторы – это единственный тип аккумуляторов, который выполняет свои функции лучше всего, если периодически подвергается полному разряду. Все остальные разновидности аккумуляторов по электрохимической системе предпочитают неглубокий разряд. Итак, для Ni-Cd аккумуляторы важен периодический полный разряд, и если он не производится, Ni-Cd аккумуляторы постепенно теряют эффективность из-за формирования больших кристаллов на пластинах элемента, явления, называемого эффектом памяти.

Примечание переводчика: Среди недостатков Ni-Cd аккумулятора - необходимость периодической полной разрядки для сохранения эксплуатационных свойств (устранения эффекта памяти), высокий саморазряд (до 10% в течение первых 24-х часов) и большие габариты по сравнению с аккумуляторами других типов. Кроме того, аккумулятор содержит кадмий и требует специальной утилизации. В ряде скандинавских стран по этой причине уже запрещен к использованию. Из-за больших габаритов и проблем с утилизацией Ni-Cd аккумулятор постепенно покидает рынок сотовых телефонов.

Эта информация - отрывок из книги “Batteries in a Portable World “by Isidor Buchmann.

Перевод и техническая редакция Владимира Васильева.