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电动汽车动力电池4
镍镉蓄电池的正极材料为球形氢氧化镍，充电时为NiOOH,放电时为Ni(OH)2。负极材料为海绵状金属镉或氧化镉粉以及氧化铁粉，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，增加极板的容量。电解液通常为氢氧化纳或过充电时，金属壳内的气体压力将逐渐上升。当该压力达到一定数值后，顶盖上的限压安全排气孔打开，因此可以避免电池因气体压力过大而爆炸。
镍氢电池放电时，正极上NiOOH得到电子还原成为Ni(OH)2；负极金属氢化物 (MHx)内部的氢原子扩散到表面形成吸附态氢原子，接着再发生电化学反应生成水和储氢合金。在镍氢电池出现过放电时，正极活性物质中的NiOOH已经消耗完了，这时正极上会发生水分子被还原为氢和OH-离子。负极上由于储氢合金的催化作用，使OH-离子与氢反应又生成水。
过充电时，正极上会析出氧，然后扩散到负极上发生去极化反应，生成0H离子。在电池过充电和过放电过程中，正、负极上发生的反应可用正式表示
正极：过充电析出氧
过放电析出氢
负极：过充电消耗氧
过放电消耗氢
储氢合金既承担着储氢的作用，又起到催化剂作用，在电池出现过充和过放电时，可以消除由正极产生的O2和H2。从而使电池具有耐过充、过放电的能力。但随着充、放电循环的进行，储氢合金的催化能力逐渐退化，电池的内压就会上升，最终导致电池漏液失效。

学习目的
镍镉电池应用存在的问题
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镍镉电池的特性
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镍氢电池与镍镉电池的对比分析
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镍镉电池的特性
，具有使用寿命长(可充放电循环1000次以上)、机械强度高、密封性能好、使用温度范围大(-40～+50℃)维护保养方便、能耐受大电流(高于正常使用电流的几倍乃至10倍)的瞬时冲击等优点。
(1)充放电性能
，，平均工作电压为1. 20～1. 25V。剐充完电的电池开路电压较高，，放置一段时间后，正极不稳定的NiO2发生分解，。
镍镉电池在充电开始时，，随着充电进行，～。，电解液中的水开始电解，产生气体，电压开始急剧上升，到充电末期，正、负极上都开始析出气体．—。镍镉电池的放电曲线比较平稳，只是在放电终止时电压突然下降，，。
(2)倍率持续放电特性
动力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，但是大电流放电时，电压下降很快，电池可放出的能量下降。
(3)高低温放电性能
温度升高时，镍镉电池的容量会增加，但温度超过50℃时，正极的析氧过电势降低，正极充电不完全；同时镉的溶解会随着温度上升而增大,迁移到隔膜中，容易形成镉枝晶，导致电池内部微短路；另外高温还会加速镍基板腐蚀和镉膜氧化，导致电池失效。
低温情况下，电解液的电阻增加．会使镍镉电池的容量下降。如-45℃%左右的额定容量；-18℃以3C放电一般可以放出30%以上的额定容量。
(4)耐过充电和过放电性能
镍镉电池具有很好的耐过充电和过放电能力。1C恒电流持续充电2h，或强迫过放电不超过2h，电池不会损坏。铅酸电池及后续章节介绍的锂离子电池在这种情况下，都将产生永久的损坏。
镍镉电池应用存在的问题
（1）记忆效应，镍镉电池长期不彻底充电、放电，易在电池内留下痕迹，降低电池容量，这种现象称为电池记忆效应。比如，镍镉电池长期只放出80%的电量后就开始充电，一段时间后，电池充满电后也只能放出80%的电量。
记忆效应的出现主要是由于传统工艺中负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块，造成Ni电极膨胀或生成不导电的Ni(OH)2，从而引起电池电压下降或容量减少，使电池放电时形成次级放电平台。镍镉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。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）环境污染 镉是镍镉电池的必备原材料，但有大量研究表明，在人体内，镉的半衰期长达730年，可蓄积50年之久，摄