镍-镉电池是一种碱性电池,是混合动力汽车的首选电池之镍镉电池的比能量可达到55W·h/kg,比功率可超过225W/kg。极板强度高,工作电压平稳,能够带电充电,并可以快速充电。镍-镉电池过充电和过放电性能好,有高倍率的放电特性,瞬时脉冲放电
率很大,深度放电性能也好。循环使用寿命长,可达到2000次或7年以上,是铅酸蓄电池的2倍。采用全封闭外壳,可在真空环境中正常工作。低温性能较好,能够长时间存放。
(1)镍-镉电池的工作原理镍镉电池是以羟基氢氧化镍为正极,金属镉为负极,水溶性氧化钾溶液为电解质,在镍-镉电池充电和放电的化学反应过程中电解液基本上不会被消耗。为了提高寿命和改善高温性能,通常在电解液中加入氧化锂。镍-镉电池的化学反应方程式如下。
(2)镍-镉电池的构造图2-44所示为镍镉电池构造,镍-镉电池的每个单体电池都由正极板、负极板和装在正极板和负极板之间的隔板组成。将单体电池按不同的组合装置在不同塑料外壳中,可得到所需要的不同电压和不同容量的镍镉电池总成,市场上有多种不同型号规格的镍-镉电池总成可供选择。在灌装电解液并经过充电后,就可以从电池的接线柱上引出电流。
(3)镍-镉电池的特点镍-镉电池的工作电压较低,单体电池的标称电压为12V,比能量为55W·h/kg,比功率可以超过225W/kg,循环使用寿命在2000次以上。可以进行快速充电,充电15min可恢复50%的容量,充电1h可恢复100%的容量,但一般情况下完全充电需要6h。
深放电达100%,自放电率低于0.5%/天。可以在-40~80℃的环境温度条件下正常工作。快速充电能力强,充电18min即可从40%达到80%容量。
镍-镉电池有记忆效应,镍-镉电池中采用的镉(Cd)是一种有害的重金属,在电池报废后必须进行有效回收。镍-镉电池的成本约为铅酸蓄电池的4~5倍,初始购置费用较高,但镍-镉电池的比能量和循环使用寿命都大大高于铅酸蓄电池,因此在电动汽车上实际使用时,总的费用不会超过铅酸蓄电池的费用。由于镍镉电池使用性能比铅酸蓄电池好,在混合动力汽车上得到广泛使用。克菜斯勒公司的TE面包车、标致106型混合动力汽车、雪铁龙AXEV以及日本本田汽车公司、日产汽车公司等生产的混合动力汽车上都采用了镍镉电池。
