Bateri nikel-kadmium adalah sumber voltan DC. Kerana sifat dan kelebihannya, ia mengambil alih asid plumbum -berasaskan bateri dan mendapat populariti sejak kebelakangan ini. Ia kecil, padat, mudah dilalui dari satu tempat ke tempat lain. Kegunaan umum bateri ini adalah mainan, kalkulator, kecil Motor DC Prinsipnya sama seperti bateri berasaskan akumulator plumbum. Logam digulung dengan lapisan kadmium dan pemisah dan disimpan dalam redoks sehingga tindak balas kimia menghasilkan voltan DC. Bateri telah lama terkenal, dan dalam usaha untuk meningkatkan kecekapan bateri semakin banyak unsur kimia digunakan. Ini menjadikan pembinaannya padat.
Apa itu Bateri Nikel-Kadmium?
Ini adalah alat yang menghasilkan, voltan DC berdasarkan tindak balas kimia antara bahan yang terlibat. Dalam bateri nikel-kadmium, bahan redoks digunakan sebagai alas, dan di sekelilingnya, lapisan nikel dan pemisah digunakan. Voltan sel nikel-kadmium sekitar 1.2 V. Apabila disambungkan secara bersiri umumnya 3 hingga 4 sel dikemas bersama untuk mendapatkan output 3.6 hingga 4.8 V
Reka Bentuk Bateri Nikel-Kadmium
Teori Bateri Nikel-Kadmium
Prinsip operasi bateri nikel-kadmium sama dengan bateri lain. Untuk meningkatkan kecekapan, nikel dan kadmium digunakan. Bateri adalah sumber voltan DC, oleh itu ia mesti terdiri daripada dua titik berpotensi iaitu positif dan negatif atau juga disebut anod dan katod. Dalam bateri nikel-kadmium, pertama, lapisan nikel oksida NiO2 disimpan di sekitar redoks.
Lapisan nikel oksida ini bertindak sebagai lapisan katod. Di atas lapisan nikel oksida, lapisan KaOH disimpan, yang berfungsi sebagai pemisah. Harus diingat bahawa lapisan pemisah ini mesti direndam dalam air atau lembab. Tujuannya adalah untuk menyediakan ion negatif OH yang diperlukan, untuk tindak balas kimia. Di atas lapisan pemisah, kadmium diletakkan. Lapisan kadmium bertindak sebagai anoda bateri nikel-kadmium. The gambarajah bateri nikel-kadmium ditunjukkan di bawah.
Rajah Bateri Nikel-Kadmium
Seperti yang ditunjukkan, dalam rajah, nikel bertindak sebagai elektrod positif pemungut dan lapisan kadmium bertindak sebagai pengumpul lapisan negatif. Lapisan pemisah antara dua lapisan terdiri daripada KOH atau NaOH. Tujuannya adalah untuk menyediakan ion OH. Selain itu, ia juga terdiri daripada injap keselamatan, pelekat kedap, cincin penebat, gasket penebat, dan kotak luar.
Tujuan cincin penebat adalah untuk menyediakan penebat antara dua lapisan. Gasket penebat adalah tempat di mana cincin penebat disimpan berdekatan. Lapisan pemisah disambungkan ke gelang ini. Sarung luar adalah untuk memberi perlindungan kepada lapisan dalam dari faktor luaran seperti kerosakan dan kesalahan penggunaan bateri. Harus diingat bahawa, kerana reaksi kimia yang berlaku di dalam adunan, selalu berbahaya untuk bekerja dengan bateri.
Kotak bateri tidak pernah dibuka, kerana semua lapisan terkena dan boleh menyebabkan bahaya pada orang yang menggunakannya. Begitu juga, jika tidak digunakan, sebaiknya keluarkan bateri dari peranti.
Persamaan Bateri Nikel Kadmium
Persamaan kimia yang mewakili tindak balas kimia dapat diberikan sebagai
Persamaan pertama mewakili tindak balas antara nikel lapisan katod dan pemisah. Ia memberikan output ion OH nikel oksida. Keperluan untuk lapisan pemisah seperti yang disebutkan sebelumnya adalah menyediakan ion OH yang diperlukan untuk tindak balas kimia. Untuk penyediaan H20, lapisan pemisah direndam dengan air untuk reaksi awal. Kemudian H2O diperoleh sebagai salah satu produk sampingan.
Di sisi anod, lapisan kadmium juga digabungkan dengan ion OH yang diperoleh dari lapisan pemisah. Ini menghasilkan kadmium oksida dan elektron. Mungkin diperhatikan bahawa elektron dalam kedua-dua persamaan itu dibatalkan. Juga, ion OH dibatalkan. Persamaan peringatan diberikan oleh persamaan ketiga, di mana nikel digabungkan dengan kadmium dan air. Ia menghasilkan nikel oksida dan kadmium oksida.
Julat Suhu Bateri Nikel-Kadmium
Julat suhu untuk bateri nikel adalah 0 hingga 45 darjah selsius semasa pengisian dan -20 hingga 65 darjah selsius semasa pemakaian. Di luar julat suhu ini, bateri gagal beroperasi dan kemungkinan ada letupan.
Ketoksikan Bateri Nikel-Kadmium
Bateri nikel-kadmium sangat toksik bagi tubuh manusia. Kadmium adalah logam berat yang menimbulkan beberapa risiko kepada tubuh manusia. Kadmium bahkan mempunyai kesan fisiologi pada sistem. Kehadiran kadmium rata-rata dalam tubuh manusia adalah kira-kira 1 mikrogram seliter. Ia mempunyai kesan langsung pada sistem pencernaan. Begitu juga, nikel juga beracun bagi sistem pernafasan manusia.
Voltan bateri nikel-kadmium
Secara umum, setiap voltan untuk bateri Nikel-kadmium kira-kira 1.2 V. Bilangan sel dihubungkan secara bersiri atau selari untuk mendapatkan voltan yang diperlukan. Selain voltan, tenaga spesifiknya adalah sekitar 50-60 Wh per Kg. Ini cukup tinggi daripada besi nikel, tetapi relatif lebih sedikit daripada bateri hidrida nikel-zink dan logam nikel.
Daya tentu ialah 200 W per kg. Ini cukup tinggi daripada besi nikel tetapi relatif lebih rendah daripada bateri hidrida nikel-zink dan logam nikel. Untuk bateri logam nikel, harganya sekitar 170-1000. Untuk bateri besi nikel, harganya sekitar 100. Kecekapan tenaga sekitar 70-75%. Ini cukup tinggi daripada besi nikel tetapi relatif lebih rendah daripada bateri hidrida nikel-zink dan logam nikel. Untuk bateri logam nikel, harganya sekitar 70-80%. Untuk bateri besi nikel, harganya sekitar 60-70%.
Pembinaan Bateri Nikel-Kadmium
Secara konstruktif, bateri nikel-kadmium sama dengan bateri berasaskan asid plumbum. Ia terdiri daripada tiga lapisan asas. Yang pertama adalah lapisan nikel, kemudian lapisan pemisah, dan lapisan kadmium. Nikel bertindak sebagai pengumpul elektrod positif dan lapisan kadmium bertindak sebagai pengumpul lapisan negatif.
Lapisan pemisah antara dua lapisan terdiri daripada KOH atau NaOH. Tujuannya adalah untuk menyediakan ion OH. Selain itu, ia juga terdiri daripada injap keselamatan, pelekat kedap, cincin penebat, gasket penebat, dan kotak luar. Tujuan cincin penebat adalah untuk menyediakan penebat antara dua lapisan. Gasket penebat adalah tempat di mana cincin penebat disimpan berdekatan. Lapisan pemisah disambungkan ke gelang ini.
Sarung luar adalah untuk memberi perlindungan kepada lapisan dalam dari faktor luaran seperti kerosakan dan kesalahan penggunaan bateri. Harus diingat bahawa, kerana reaksi kimia yang berlaku di dalam adunan, selalu berbahaya untuk bekerja dengan bateri. Lapisan bersama dengan lapisan pemisah membentuk tindak balas kimia yang diperlukan dan membentuk perbezaan potensi.
Bateri Nikel Kadmium Berfungsi
Kerja bateri nikel-kadmium berdasarkan tindak balas kimia yang berlaku di antara lapisan. Bateri yang merupakan sumber voltan DC terdiri daripada dua port iaitu anod dan katod. Semasa membuat bateri, pertama kali lapisan kadmium disimpan di redoks. Lapisan kadmium bertindak sebagai terminal katod. Kadmium adalah salah satu bahan berat dan mempunyai sifat pengalir yang baik. Di atas lapisan kadmium, lapisan pemisah disimpan.
Tujuan lapisan pemisah adalah untuk menyediakan ion OH yang diperlukan untuk tindak balas kimia . Ion OH diperlukan untuk tindak balas antara nikel lapisan katod dan pemisah. Ia memberikan output ion OH nikel oksida. Keperluan untuk lapisan pemisah seperti yang disebutkan sebelumnya adalah menyediakan ion OH yang diperlukan untuk tindak balas kimia. Untuk penyediaan H20, lapisan pemisah direndam dengan air untuk reaksi awal.
Kemudian H2O diperoleh sebagai salah satu produk sampingan. Di sisi anod, lapisan kadmium juga digabungkan dengan ion OH yang diperoleh dari lapisan pemisah. Ini menghasilkan kadmium oksida dan elektron. Mungkin diperhatikan bahawa elektron dalam kedua-dua persamaan itu dibatalkan. Juga, ion OH dibatalkan. Persamaan peringatan diberikan oleh persamaan ketiga, di mana nikel digabungkan dengan kadmium dan air. Ia menghasilkan nikel oksida dan kadmium oksida. Tindak balas kimia diikuti oleh aliran elektron yang menyebabkan perbezaan potensi di dua terminal.
Jenis Bateri Nikel Kadmium
Pengelasan bateri nikel-kadmium hanya dilakukan berdasarkan saiz dan voltan yang ada. Berdasarkan ukurannya mungkin ukuran AAA, AA, A, Cs, C, D, atau F. Semua ukuran ini dilengkapi dengan spesifikasi voltan keluaran yang berbeza. Sebahagian daripadanya berbentuk pipa berbentuk silinder dan sebahagian daripadanya berada dalam kotak luar berbentuk segi empat tepat.
Kelebihan dan kekurangan
Kelebihan Battery Nickel Cadmium adalah
- Menghasilkan output semasa yang tinggi
- Ia bertolak ansur dengan pengecasan berlebihan
- Ia tahan sehingga 500 kitaran pengisian
Kelemahan Bateri Nikel Cadmium adalah
- Kadmium bukan bahan yang mesra alam
- Kurang toleransi terhadap suhu berbanding bateri lain.
Aplikasi Bateri Nikel Cadmium
Ia mempunyai pelbagai aplikasi seperti mainan, motor DC kecil, kalkulator, kipas, komputer, dll.
Oleh itu, kami telah melihat aplikasi, kerja, dan perincian mengenai bateri nikel-kadmium . Kita mesti melihat apa bahan lain yang dapat digabungkan dengan nikel kerana kadmium mempunyai kesan berbahaya.
