镍-镉电池在混合动力汽车中的应用已停止

镍-镉电池是最早应用于手机等设备的电池,它具有良好的大电流放电特性,耐过充放电能力强,维护简单。镍-镉电池是一种碱性电池,是混合动力汽车的首选蓄电池之一。镍-镉电池的比能量可达55W·h/kg,比功率可超过225W/kg。它极板强度高,工作电压平稳,能够带电充电,并可快速充电。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。它循环使用寿命长,可达2000次或7年以上,是铅酸中电池的2倍。镍-镉电池采用全封闭外壳,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、负极板和装在正负极板间的隔板组成。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,就可以从接线柱上输出电流。

2.镍-镉电池的工作原理

镍-镉电池以二氧化镍为正极,金属镉为负极,电解质为氢氧化钠。位于负极的镉（Cd）和氢氧化钠中的氢氧根离子化合成氢氧化镉,并附着在负极上,同时放出电子。电子沿电线流至正极,与正极的二氧化镍和氢氧化钠溶液中的水反应生成氢氧化镍和氢氧根离子,氢氧化镍会附着在正极上,氢氧根离子则回到氢氧化钠溶液中,故氢氧化钠溶液浓度不会随反应进行而下降。为了提高寿命并改善高温性能,通常在电解液中加入氧化锂。镍-镉电池的化学反应式如下：(www.xing528.com)

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,比功率超过225W/kg,循环使用寿命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℃的环境温度下正常工作,快速充电能力强,充电18min即可从40％容量达到80％容量。

镍-镉电池最致命的缺点,是在充放电过程中如果处理不当,则会出现严重的记忆效应,使用寿命会因此而大大缩短。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,在电动汽车实际使用时,总的费用不会超过铅酸蓄电池。但是,镍-镉电池釆用的镉（Cd）是一种有害的重金属,不利于保护生态环境,报废后必须进行有效回收。由于以上原因,镍-镉电池目前已不再应用于混合动力汽车。