镉镍碱性蓄电池讲义

二、镉镍袋式碱性蓄电池的基本构造

1、一般结构：主要部件有正、负极板、隔膜、电解液、电池壳，另还有一些零件，如端子、连接条等。

2、镉镍袋式碱性蓄电池的结构、特点

镉镍袋式蓄电池具有优良的电性能、寿命长、结构坚固、耐过充过放电、自放电小、可靠性高、维护方便，并用不同极板结构来适应不同倍率电流的放电。可在-40℃—60℃环境下使用，并且有良好的荷电保持能力。可以在任何条件下长期贮存而无损坏。

（1）极板：正负极是由正、负极性活性物质包在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里。（2）外壳：一般为塑料或镀镍钢外壳。

（3）隔板：通常是塑料栅或镀镍栅。

（4）电解液：以氢氧化钾为主体的水溶液，比重1.20（20℃时）。

三、镉镍袋式碱性蓄电池工作原理

1、电池特性

袋式极板的基本原理是把粉末状的活性物质包在一个封闭的扁平穿孔钢带袋里，并把这些袋叠放在一起制成电极。开口袋式电池是由包于钢带盒中的氢氧化镍正极，隔板和与正极相同的包于钢盒中的镉负极组成。它们均浸没在氢氧化钾的净化水溶液里，并装在塑料或镀镍钢板制成的开口电槽里。

2、充放电工作原理

它的基本电化学原理与其它各种镉镍电池相同，其充放电反应如下：

放电

2NiOOH+2H2O+Cd 2Ni（OH）2+Cd（OH）2

充电

放电时，三价氢氧化镍消耗水并还原成两价氢氧化镍，金属镉被氧化成氢氧化镉。充电时发生逆反应，电池的电动势是1.29V。

氢氧化钾电解液的比重和组成，在充放电过程中没有明显的变化，这与铅酸电池中硫酸的变化情况正好相反。电解液的比重通常为2.2g/ml，为了提高循环寿命和高温性能，通常电解液里还加入氢氧化钾。

四、蓄电池的容量

蓄电池的容量是在一定放电条件下，电池所能给出的电量。它是放电电流（A）和放电时间（h）的乘积，单位一般为安时或毫安时。

蓄电池的容量计算公式：容量=电流×时间，即：C=I×h

式中：C为蓄电池实际放电容量（安时）

I为放电电流（安培）

h为放电时间（小时）

五、蓄电池的连接方式

蓄电池的连接方式分为串联和并联。

要提高蓄电池组的电压则采用串联方式，串联是蓄电池的正极端和相邻的蓄电池的负极端相连接。如：现有1.2V的蓄电池，而蓄电池组所需电压为60V，那么就需要50只1.2V的蓄电池串联。

要提高蓄电池组的容量则采用并联方式，并联是蓄电池（或蓄电池组）和相邻的蓄电池（或蓄电池组）的正极端和的正极端相连接，负极端和负极端相连接。如：现有1.2V，1000Ah的蓄电池，而所需蓄电池组为1.2V，2000Ah，那么就需要2只1.2V的蓄电池串联。

例：现有1.2V，1000Ah的单体蓄电池，系统所需蓄电池组电压为60V，容量为2000Ah，那么就共需要只100只1.2V，1000Ah的单体蓄电池。其中50只蓄电池分别串联后，2组并联。

七、蓄电池的放电方法

蓄电池的放电方法有两种，即直接给负荷供电和人工负荷放电。人工负荷放电往往是用来检验电池的特性而使用的，通常以恒流方式进行。

八、镉镍袋式碱性蓄电池电性能和特点

1、蓄电池的额定电压为1.2V/只，这个电压与蓄电池的容量大小无关。

蓄电池组的额定电压为n×1.2伏（n为串联的蓄电池的只数）。

2、碱性蓄电池的内阻要比铅酸蓄电池的小。

3、自放电率较其它蓄电池低。

4、寿命要比一般的铅酸蓄电池长。

5、工作温度范围广，可在-40℃至+45℃之间工作。

九、蓄电池使用维护注意事项

1、使用过程的维护

1、1蓄电池补加水，电解液由于水分蒸发与充电电解作用，密度增大，因此要及时检查液面高度与调整电解液密度。恒流充放电连续使用时，在充电前要检查并调整液面高度。恒压充电使用可每三个月检查一次，浮充电使用可每半年检查一次（随着气温的升降可适当增减补水次数），其水质要求按配电解液用水的标准。（要求电站管理人员每三个月检查一次单体蓄电池的液面高度，但平时如果发现蓄电池电解液达不到标准时，一定要及时通知我们相关人员，调整液面高度到标准高度。）

1、2电池在不同环境中使用，应选用相应配方的电解液，否则将影响蓄电池的容量和寿命。

1、3低温下充电，将降低充电效率，最好是在常温下充好电，再到低温环境中使用，这样才能保证电性能，如果确需在低温下充电，采用过充电进行充电。

1、4蓄电池贮存及使用室内要干燥通风，温度适宜（25+10℃）严禁与酸性电池及其它酸类物质存放在同一房间，所有容器及工具不允许与酸性电池混用。

1、5蓄电池不允许用金属工具撞击，拧紧螺母时，不得使工具同时接触蓄电池正、负极柱，铁壳电池要避免外壳与负极柱接触，以防短路，且在充电时严禁明火接近。

1、6蓄电池表面清洁，溢在蓄电池表面的电解液会形成白色结晶，影响绝缘性能，因此要保持蓄电池表面清洁干燥，铁质外壳及金属零件上如有锈点应及时用布沾上电解液慢慢地擦掉，然后薄薄地涂上一层防锈油或凡士林油，塑料壳电池的外壳清洗可以用Na2CO3洗涤剂。切忌用酒精和汽油清洗，以免

外壳发生破裂。

1、7充电过程中，电解液温度不允许超过45℃，如果超过，则应停止充电或减小充电电流，或采取降温措施，待冷却后再进行充电。

2、电解液的更换

2、1电解液的更换

2、1、1电解液的更换时间

在使用过程中，蓄电池内的电解液容易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸盐，增加了电池内阻，当碳酸盐的含量超过60g/L时，或发现电解液由于种种原因被污染，造成容量下降，均需更换电解液。浮充电使用时，每1.5—2年检查一次电解液中碳酸盐的含量，当其含量超过规定时，则需要更换电解液。

2、1、2更换电解液的方法

将蓄电池放电到1.0V/只后，打开气塞倒置并摇动蓄电池，使内部沉积粉尘随电解液倒出，如倒出的电解液过脏，可用配电解液的水冲洗蓄电池内部2—3次，把水倒干净后及时注入新配置的电解液。2、2性能检查

蓄电池组在使用过程中，如发现个别蓄电池容量下降或单体蓄电池的电压较其它蓄电池差别太大则应更换，否则会影响蓄电池组的性能。（要求电站管理人员每个月用万用表测量一次蓄电池的单体电压，以便及时发现落后电池，测量时一定要注意测量时间。）

2、3蓄电池在使用时应有专人负责维护，特别在充电时应保证充电电流的准确性和足够的充电时间，否则蓄电池充电不足会影响使用。

3、主要故障与排除方法