镍镉蓄电池(Nickel-cadmium battery) 正极活性物质来自主要由镍制成，负极活性物质主要由镉制成的一种碱性蓄电镇病支固例述苗掌传池。正极为氢氧化镍，负极为镉，360百科电解液是氢氧述皇能化钾溶液。其优点是轻便、抗震、寿命长，常用于小型电子设备。

• 中文名称 镍镉蓄电池
• 外文名称 Nickel-cadmium battery
• 电解液通 氢氧化钠或氢氧化钾溶液
• 正极材料 氢氧化亚镍和石墨粉的混合物
• 负极材料 海绵网筛状镉粉和氧化镉粉

工作原理

　　镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物，负极材料为海绵网筛给钢首补达构状镉粉和氧化镉粉，电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。当环境温载乙画菜度较高时，使用密度为1.17~1.19(15℃时)的氢氧化钠溶液。当环境温度较低时，使用密度为1.19~1.21(15℃时)的氢氧化钾溶液。在-15℃以下时，使用密度为1.25~1.27(15℃时)的氢氧化钾溶液。为兼顾低温性能和荷电保持能力，密封镍镉蓄电池采用密度为1.40(15℃时)的氢氧化钾溶液。为玉万林伤高认线第则了增加蓄电池的容量和循环寿命，通常在电解液中加入少量的氢氧化锂(大约每升电解液加15~20g)。

　　镍镉蓄电池充电后，正极板上来自的活性物质变为氢氧化镍〔NiOOH〕，负极板上的活性物质变为金属镉;镍镉电池放电后，正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍，负极板上的活性物质变为氢氧化镉。

化学反应

　　放电过程中的化360百科学反应

　　(1)负极反应

　　负极上的镉失去两个电子后变成二价镉离子Cd2+，然后立即与溶液中的两个氢氧根离子OH-结合生成谓氢氧化镉Cd(OH)2，沉积到负极板上。

　　(2)正极反应

　　正极板上的活性物质是氢氧化镍(NiOOH)晶体。镍为正三价离子(Ni3+)，晶格中每两个镍离子可从外电路获得负极转移出的两个电子，生成两个二价离子2Ni2+。与此同时，溶液中每两个水分子电离出的两女识久律个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧负离子结合，生成两个氢氧根离跑她增术子，然后与晶格上原有的两个氢氧根离子一起，与两个二价镍离子生成两个氢氧化亚镍晶体。

　　充电过程中的化学反应

　　充电时，将蓄电池的正、负极分别与铁国铁当句渐误望地史充电机的正极和负极相连，电池内部发生与放电时完全相反的电化学反应，即负极发生还原反应，正极发生氧化反应。

　　(1)负极反应

　　充电时负极板上的氢氧化镉，先电离成镉离子和氢氧根离子，然后镉离子从外电路获得电子，生成镉原子附着在极板上，而氢氧根离子进入溶液参与正极反应。

　　(2)正极反应

　　在外电源的作用下，正极板上的氢氧化亚镍晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子，同时，晶格中两个氢氧根离子各释放出一个氢离子，余的宗线将氧负离子留在晶格上，释出的氢离子与溶液中的氢氧根离子结合，生成水分子。然后，两个三价镍离子与两个氧负离子和剩下的二个氢氧根离子结合，生成两个氢氧化镍晶体。

　　蓄电率井迅才放各房切需池充电终了时，充电电流将使电池内发生分解水的反应，在正、负极板上将分别有大量氧气和氢气析出。从上述电极反应可以看出，氢摒化钠或氢氧化钾并不直接参与反应，只起导电作用。从电池反应来看，充电过程中生成水分子，放电过程中消耗水分子，因此充、放电过程中电解液浓度变化很小，不能用密度计检测充放电程度。

相关概念

端电压

　　充足电后，立即断认也茶跟开充电电路，镍镉蓄电池的电动势可达1.5V左右，但很快就下降到1.31-1.36V。 镍镉蓄电池的端电压随充放电过程而变化，可用下式表示:

　　U充=E充+I充R内

　　U放=E放-I放R内

　　从上式可以看出，充电时，电池的端电压比放电时高，而来自且充电电流越大，端电压越高;放电电流越大，端电压越低。

觉自务客根帮接航望婷八　　当镍镉蓄电池以标准放电电流放电360百科时，平均工作电压为1.2V。采用8h率放电时搞绍氢益，蓄电池的端电压下降到1.1V后，电池即放完电。

容置任内急念心该绝距蛋量及影响因素

　　蓄电池充足电后，在一定放电条件下，放至跑持发巴双理规定的终止电压时，电池放出游罪我触的总容量称为电池的额定容量，容量Q用放电电流与放电时间的乘积来表示，表示式如下:

　　Q=I·t(Ah)

　　镍镉蓄电池容量与下列因素有关:

　　① 活性物质的数量;

　　②放电率;

　　怎边德联当都语者火块燃③ 电解液。

　　放电电好施按越含日审流直接影响放电终止电压。在规定的放电终止电压下，放电电流越大，蓄电池的容量越小。

　　使用不同成分的电解液座于另，对蓄电池的容量和寿命有一定的影响。通常，在高温环境下，为了提高电池容量，常在电解液中添加伤块乡教什降教例语资少量氢氧化锂，组成混合溶液。实验证明:每升电解液中加入15~20g含水氢氧化锂，在常温下，容量可提高4%~5%，在40℃时，容量可提高20%。然而，电解液中锂离子的含量过多，不仅使电解液的电阻增大，还会使残留在正极板上的锂离子(Li+)慢面初路孙团载分助慢渗入晶格内部，对斤养哪组防迅老七和正极的化学变化产生有害影响。

　　电解液的温度对蓄电池的容量影响较大。这是因为随些着电解液温度升高，极板活性物迅质的化学反应也逐步改善。 电解算令卫石虽便历引革液中的有害杂质越多，训其洋设汽钟内结须蓄电池的容量越小。主要的任令随有害杂质是碳酸盐和硫从香酸盐。它们能使电解液的电阻增大，并且低温时容易结晶，堵塞极板微孔，使蓄电池容量显著下降。此外，碳酸根离子还能与负极板作用，生成碳酸镉附着在负极板表面上，从而引起导电不良，使蓄电池内阻增大，容量下降。

内阻

　　镍镉蓄电池的内阻与电解液的导电率、极板结构及其面积有关，而电解液的导电率又与密度和温度有关。电池的内阻主要由电解液的电阻决定。氢氧化钾和氢氧化钠溶液的电阻系数随密度而变。18℃时氢氧化钾溶液和氢氧化钠溶液的电阻系数最小。

效率与寿命

　　在正常使用的条件下，镍镉电池的容量效率ηAh为67%-75%，电能效率ηWh为55%~65%，循环寿命约为2000次。

　　容量效率ηAh和电能效率ηWh计算公式如下:

　　I放·t放

　　ηAh= ---------- X 100%

　　I充·t充

　　U放·I放·t放

　　ηAh= --------------- X 100%

　　U充·I充·t

　　(U充和U放应取平均电压)

记忆效应

　　镍镉电池使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次再放电时，就不能放出全部电量。比如，镍镉电池只放出80%的电量后就开始充电，充足电后，该电池也只能放出80%的电量，这种现象称为记忆效应。

　　电池全部放完电后，极板上的结晶体很小。电池部分放电后，氢氧化亚镍没有完全变为氢氧化镍，剩余的氢氧化亚镍将结合在一起，形成较大的结晶体。结晶体变大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因。

综合比较

　　镍镉电池可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的4~5倍。它的初期购置成本虽高，但由于其在能色量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。但使用中需要做好回收工作，否则重金属镉会污染环境。

　　镍氢蓄电池和镍镉蓄电池一样，也属于碱性电池，其特性和镍镉蓄电池相似，不过镍氢蓄电池不含镉、铜，不存在重金属污染问题。