Серебряно-кадмиевый аккумулятор
Серебряно -кадмиевая батарея — это тип аккумуляторной батареи, в которой металлический кадмий используется в качестве отрицательной клеммы, оксид серебра в качестве положительной клеммы и щелочной электролит на водной основе. При разряде он производит около 1,1 вольта на элемент и около 40 ватт-часов на килограмм удельной энергии . Серебряно-кадмиевая батарея обеспечивает больше энергии, чем никель-кадмиевая батарея сопоставимого веса. Он имеет более длительный срок службы, чем серебряно-цинковые элементы, но более низкое напряжение на клеммах и меньшую плотность энергии. [1] Однако высокая стоимость серебра и токсичность кадмия ограничивают его применение.
Первые серебряно-кадмиевые батареи были разработаны Вальдемаром Юнгнером примерно в 1900 году, который использовал их в демонстрационном электромобиле и чья компания производила эти элементы на коммерческой основе. [2] Эти оригинальные элементы имели короткий срок службы, и только в 1941 году был разработан улучшенный сепараторный материал, предотвращающий миграцию оксида серебра внутри элемента. [3] Возобновление коммерческого развития произошло в 1950-х годах, чтобы воспользоваться преимуществами более длительного срока службы системы серебро-кадмий по сравнению с серебром-цинком. Как и другие аккумуляторные системы на основе оксида серебра, серебряно-кадмиевые батареи имеют относительно стабильное напряжение во время разряда. Однако быстродействие не так хорошо, как у серебряно-цинковых батарей. Чтобы продлить срок службы элементов, их можно отправлять «сухими», и конечный пользователь добавляет электролит непосредственно перед использованием.
Положительный электрод изготовлен из спеченного серебряного порошка, наклеенного на серебряную сетку в качестве токосъемника; оксид серебра может быть образован в отдельном процессе или может образоваться при первой зарядке элемента. Кадмиевый отрицательный электрод представляет собой наклеенную сетку. Электролиты представляют собой растворы гидроксида калия в воде. Ячейки снабжены вентиляционными крышками для предотвращения реакции электролита с углекислым газом в воздухе. Теоретически на каждый ампер-час емкости требуется всего два грамма серебра, но практическим элементам требуется от 3 до 3,5 граммов. [3] Поскольку напряжение зарядки выше, чем напряжение разряда, КПД серебряно-кадмиевого элемента в ватт-часах составляет около 70%; КПД в ампер-часах составляет около 98%. Обычно рекомендуемый метод зарядки — это зарядка постоянным током со скоростью 10 или 20 часов (восстановление емкости аккумулятора в течение 10 или 20 часов) и прекращение зарядки при напряжении 1,6 В на элемент. В промышленных масштабах производятся элементы емкостью от 2 до 2500 ампер-часов, но часто они адаптируются для конкретных целей.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Томас П. Дж. Кромптон, Справочник по батареям, третье издание Newnes, 2000 г. ISBN 0080499953 страницы с 5–5 по 5–7.
- ^ Кевин Десмонд, Новаторы в аккумуляторных технологиях: профили 95 влиятельных электрохимиков МакФарланда, 2016, ISBN 1476622787 , страницы 115–116.
- ^ Перейти обратно: а б Дэвид Линден (редактор), Справочник по батареям, третье издание , McGraw-Hill, 2002 г. ISBN 0-07-135978-8 , страницы 33.1–33.2.
См. также
[ редактировать ]
 | Эта статья, посвященная технологиям, незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |