镍镉电池基本性能解析

（1）充放电性能

镍镉蓄电池的标准电动势是1.299 V，额定电压是1.2 V，平均工作电压是1.20~1.25 V。刚充完电的镍镉电池开路电压较高，可达到1.4 V及以上，放置一段时间后，开路电压会降到1.35 V左右，如图4.2所示。当以0.5C对镍镉蓄电池进行充电，在充电开始时，蓄电池电压在1.3 V左右，随着充电的进行，电压缓缓上升到1.4~1.6 V并稳定较长时间，当蓄电池充电容量达到100%之后，电压会急剧上升后下降。

图4.2　镍镉电池在不同充电倍率下的充电曲线

镍镉电池放电曲线比较平稳，只是在放电终止时电压突然下降，一般以0.2C放电时，电压稳定在1.2 V左右，如图4.3所示。

（2）倍率持续放电特性

镍镉电池允许大电流放电而不会损坏，允许放电倍率在10C以上。大电流放电时，电压下降很快，电池可放出的能量下降。

图4.3　镍镉电池在室温下以不同倍率放电曲线

（3）高低温放电性能

在一定范围内，温度升高镍镉电池的容量会增加，温度降低电解液的电阻增加，会使镍镉电池的容量降低。但温度超过50℃时，正极析氧，过电势降低，正极充电不完全；同时镉的溶解会随着温度的上升而增大，从而迁移到隔膜中，容易形成镉枝晶，导致蓄电池内部微短路。另外，高温还会加速镍基板腐蚀和隔膜氧化，导致蓄电池失效。

（4）耐过充电和过放电性能(www.xing528.com)

镍镉蓄电池具有很好的耐过充电和过放电的能力。1C恒电流持续充电2 h，或强迫过放电不超过2 h，蓄电池不会损坏。

（5）记忆效应

记忆效应是指镍镉电池由于长期不彻底充电、放电，在电池内留下痕迹，降低电池容量的现象。比如，镍镉电池长期只放出80%的电量后开始充电，一段时间后，蓄电池充满电后也只能放出80%的电量。

1）记忆效应的产生原因

传统工艺中负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点，尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台上，但在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将加深这一效应，使电池的容量变得更低。

2）记忆效应的预防

要防止镍镉电池记忆效应的产生，应将电池使用到没电再充电，或在有放电功能的充电器上先行放电。切勿将还有电的电池重复充电，以避免记忆效应的产生。

3）记忆效应的消除方法

要消除记忆效应有两种方法：一是采用小电流深度放电；二是采用大电流充放电几次。在实际应用中，消除记忆效应的方法有严格的规范和操作流程，操作不当会适得其反。

（6）镉金属的毒性

镉是镍镉电池的必备原材料，高浓度的镉不仅会造成植物生长发育滞缓，还会造成其在生物体内残留或富集，最终通过食物链进入人体，危及人类健康。大量研究表明，镉在人体内的半衰期长达730年，可积蓄50年之久，镉中毒会引起骨痛病、肾损伤、肠胃不适及心血管功能障碍等，甚至会引发癌症。1993年，国际抗癌联盟就将镉定位为A级致癌物。镉及镉的化合物是不可降解的环境污染物，基于环境保护的原因，许多发达国家已建议禁止使用镍镉蓄电池。因此，镍镉电池在报废后要注意做好回收工作，以免重金属镉造成环境污染。