• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Akumulator niklowo-kadmowy

    Przeczytaj także...
    Bateria C – nazwa popularnego ogniwa galwanicznego w kształcie walca o średnicy od 24,9 do 26,2 mm i wysokości 50 mm oraz napięciu 1,5V. Inne nazwy tej baterii to R14 lub (w przypadku baterii alkalicznych) LR14. Ze względu na większą pojemność niż baterie AA używana jest głównie do zasilania zabawek oraz latarek. Pojemność baterii C dochodzi do 8000 mAh i zależy m.in. od prądu rozładowania i temperatury otoczenia, natomiast w przypadku akumulatorów producenci deklarują pojemność od 2500 do 6000 mAh. Akumulator elektryczny – rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym. Wszystkie rodzaje akumulatorów elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu i elektrod.
    Laptop (po polsku – przenośny komputer ang. lap – kolana, top – na wierzchu), nazywany również notebook – przenośny komputer osobisty. Inne zminiaturyzowane komputery (mniejsze od laptopów) to netbooki, palmtopy (np. Palm lub Pocket PC) lub smartfony.
    Akumulatory NiCd
    Akumulator niklowo-kadmowy, PSA, Museum Autovision, Altlußheim
    Piktogramy występujące na akumulatorach niklowo-kadmowych

    Akumulator niklowo-kadmowy (NiCd lub Ni-Cd) – rodzaj akumulatora, w którym elektrody wykonane są z zasadowego tlenku niklu(III) NiO(OH) (katoda) i metalicznego kadmu (anoda).

    Wodorotlenek kadmu, Cd(OH)2 – nieorganiczny związek chemiczny kadmu z grupy wodorotlenków. Można go otrzymać w postaci drobnego osadu w wyniku strącania z roztworu soli kadmu w rozcieńczonym kwasie azotowym: Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy – (NiMH lub Ni-MH- ang. nickel metal hydride) akumulator w którym katodę stanowi płytka niklowa a anodę stop metali z którym reaguje wydzielający się podczas ładowania wodór tworząc wodorek metalu.

    Akumulatory NiCd cechują się dość dużą wydajnością prądową, ale występuje w nich uciążliwy efekt pamięci. Powinny być rozładowywane i ładowane w pełnych cyklach, tj. zaleca się pełne rozładowanie, a po rozładowaniu należy akumulator niezwłocznie naładować, nie pozostawiając go na dłużej w stanie rozładowanym. Efekt pamięci można naprawić ładowarką z funkcją refresh.

    Krótkofalarstwo (ang. ham radio, Amateur Radio – radiowa służba amatorska) – hobby polegające na nawiązywaniu łączności radiowych na wydzielonych pasmach radiowych – od fal długich, poprzez średnie, krótkie i ultrakrótkie aż do mikrofal, między krótkofalowcami przy pomocy radiostacji, potwierdzaniu łączności za pomocą karty QSL, uczestnictwie w zawodach krótkofalarskich, jak również konstruowaniu urządzeń radiowych i antenowych do nawiązywania łączności. Osobną grupę krótkofalowców stanowią nasłuchowcy (SWL).Amperogodzina (Ah) jest miarą pojemności ogniw galwanicznych, w tym akumulatorów elektrycznych. Określa ona zdolność do zasilania przez ten akumulator obwodu elektrycznego prądem o danym natężeniu przez określony czas.

    Akumulatory te były do niedawna stosowane na szeroką skalę w różnych urządzeniach przenośnych (między innymi w modelach zdalnie sterowanych (RC), modelarstwie, krótkofalarstwie i innych dziedzinach). Obecnie są prawie całkowicie wyparte przez ogniwa Ni-MH i litowo-polimerowe. Mają mniejszą pojemność na jednostkę objętości niż podobne ogniwa Ni-MH.

    Efekt pamięci ogniw - zjawisko - a właściwie kilka różnych zjawisk - obserwowanych w niektórych typach akumulatorów i powodujące utratę rzeczywistej, bądź tylko pozornej pojemności akumulatora.Napięcie znamionowe – maksymalne napięcie prądu elektrycznego jakie może być podane w sposób trwały na element lub urządzenie elektrotechniczne, np. rezystor czy transformator. W transformatorach rozróżnia się napięcie znamionowe uzwojenia pierwotnego i wtórnego. Po przekroczeniu napięcia znamionowego element może ulec zniszczeniu na skutek przebicia elektrycznego izolacji lub pracować z bardzo dużymi stratami.

    Pierwsze ogniwa (akumulatorki Ni-Cd w postaci paluszków AA (R6)) miały pojemność 500 mAh. Obecnie najnowsze ogniwa o technologii innej niż Ni-Cd w AA mają pojemności większe niż 2000 mAh, a napięcie znamionowe wynosi ok. 1,2 V.

    Dla ogniwa AA R6 pojemność standardowa powinna wynosić do około 800 mAh – zbyt duża pojemność zmniejsza trwałość i wydajność prądową akumulatora.

    Akumulator Ni-Cd jest do dziś najtrwalszym ogniwem miniaturowym (przy poprawnym użytkowaniu – częste doładowywanie powoduje występowanie efektu pamięci i tym samym szybkiego zużycia ogniwa), ma też niską cenę. Jednakże niższa pojemność i większa masa w stosunku do przechowywanej energii powodują, że są wypierane przez nowsze typy akumulatorów – Ni-MH w formie baterii o standardowych rozmiarach (R6, R14 i podobne). Charakteryzują się niemal identycznym napięciem ogniwa, bardzo dużą wydajnością prądową, oraz podobną ceną w stosunku do ogniw litowo-jonowych, bądź litowo-polimerowych w zastosowaniach takich jak akumulatory telefonów, laptopów, bądź zasilanie modeli zdalnie sterowanych. Te ostatnie jednak wymagają wielu układów zabezpieczających i mają ograniczoną trwałość oraz są droższe Mimo tego zyskują na popularności dzięki niezwykle małej masie i znacznej pojemności.

    Modelarstwo – działalność człowieka polegająca na odwzorowywaniu rzeczywistych obiektów w postaci pomniejszonych modeli. Najczęściej pojmowane jest jako zabawa (hobby), może być także sportem. Przede wszystkim wiązane jest z modelarstwem redukcyjnym, polegającym na możliwie dokładnym odwzorowaniu wyglądu obiektu, z zachowaniem określonej skali, jednakże inne rodzaje modelarstwa skupiają się na odwzorowaniu funkcjonowania oryginału (np. latający model samolotu), lub łączą odwzorowanie funkcjonowania i wyglądu.Elektroda – końcowy element niektórych układów lub urządzeń elektrycznych, przewodnik elektryczny wysyłający ładunek elektryczny lub przyjmujący go z otoczenia, albo kształtujący pole elektrostatyczne w swoim otoczeniu.

    Akumulator NiCd wytrzymuje około 1000 cykli ładowania i rozładowania. Ładowanie takich ogniw nie jest łatwe, gdyż w trakcie ładowania napięcie na ogniwie praktycznie nie rośnie. Zaleca się ładowanie przez 16 godzin prądem o wartości będącej ilorazem ładunku akumulatora w mAh przez 10 (C/10). Można stosować też procedury szybkiego ładowania, w których natężenie prądu ładującego jest zależne od czasu ładowania i temperatury ogniwa.

    Akumulator litowo-jonowy (Li-Ion) – rodzaj akumulatora elektrycznego, w którym jedna z elektrod jest wykonana z porowatego węgla, a druga z tlenków metali, zaś rolę elektrolitu pełnią złożone chemicznie sole litowe rozpuszczone w mieszaninie organicznych rozpuszczalników. Akumulatory tego typu produkują 3,6 V na ogniwo. Technologia ta pozwala na skumulowanie dwa razy więcej energii niż w akumulatorach NiMH o tym samym ciężarze i wielkości. Efekt pamięci oraz efekt leniwej baterii nie występuje.Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców.

    Konsumenckie akumulatory są wycofywane z użycia z trzech powodów – zużyte są niebezpieczne dla środowiska, a liczba odpowiednich zakładów utylizacji i miejsc składowania takich akumulatorów jest niewystarczająca. Drugi powód to zbyt mały zysk dla firm produkujących takie ogniwa – akumulator jest bardzo trwały, a cena nie jest wysoka. Poza tym ogniwa NiCd mają niższą pojemność i większą masę od nowocześniejszych ogniw. Obecnie prowadzi się zbiórkę, a nawet skup akumulatorów niklowo-kadmowych przez firmy produkujące akumulatory w wersji przemysłowej w celu ochrony środowiska i powtórnego wykorzystania surowców wtórnych znajdujących się w starych akumulatorach niklowo-kadmowych.

    Wodorotlenek potasu (potaż żrący), KOH – nieorganiczny związek chemiczny z grupy wodorotlenków, jedna z najsilniejszych zasad.Metale ciężkie – nieprecyzyjne pojęcie określające różnie definiowany zbiór metali i półmetali charakteryzujących się dużą gęstością, często także właściwościami toksycznymi. W rozmaitych publikacjach spotkać można znacząco różniące się wartości graniczne gęstości, powyżej których dany pierwiastek uznawany jest za metal ciężki: 3,5, 4, 4,5, 5, 6 i 7 g/cm³. Istnieje również szereg definicji opartych na liczbie atomowej – np. metale i półmetale o liczbie atomowej większej od 11 (sód) lub 20 (wapń) lub liczbie masowej. Istnieją również definicje oparte na wybranych własnościach chemicznych, np. liczbie akceptorowej (kwasowość Lewisa) oraz definicje zbudowane na podstawie zakresu zastosowań, obejmujące np. przydatność do wyrobu amunicji strzeleckiej lub osłon zatrzymujących promieniowanie jonizujące.

    Wiele firm jednak nadal produkuje przemysłowe akumulatory niklowo-kadmowe w postaci pojedynczych cel 1.2 V lub baterii akumulatorów: od 2 do 10 cel (przy pojemności do 10 Ah na celę) do narzędzi przenośnych wymagających bardzo dużych prądów typu odkurzacze, wkrętarki, wiertarki lub zamontowanych na drewnianych stelażach i pojemności od 10 do 1250 Ah na celę, wykorzystywanych w przemyśle energetycznym, kolejowym, telekomunikacyjnym i innych wymagających dużej niezawodności.

    Katoda (gr. kata – „w dół”, hodós – „ścieżka”) – elektroda, przez którą z urządzenia wypływa prąd elektryczny (co może polegać na wypływie ładunku dodatniego lub dopływie ładunku ujemnego). W odbiornikach prądu elektrycznego (np. lampach elektronowych) katoda jest elektrodą ujemną, natomiast w źródłach prądu (np. ogniwach galwanicznych) – dodatnią. Katoda występuje zawsze w parze z elektrodą, przez którą do urządzenia wpływa prąd – anodą.Ładunek elektryczny ciała (lub układu ciał) – fundamentalna właściwość materii przejawiająca się w oddziaływaniu elektromagnetycznym ciał obdarzonych tym ładunkiem. Ciała obdarzone ładunkiem mają zdolność wytwarzania pola elektromagnetycznego oraz oddziaływania z tym polem. Oddziaływanie ładunku z polem elektromagnetycznym jest określone przez siłę Lorentza i jest jednym z oddziaływań podstawowych.

    Akumulatory te dodatkowo oferują:

  • pracę w szerokim zakresie temperatur −20 °C do +50 °C z ekstremami w krótkim okresie −50 °C do +70 °C;
  • dobrą wydajność w niskich temperaturach;
  • odporność na starzenie w wysokich temperaturach;
  • odporność na niewłaściwe użycie elektryczne;
  • odporność na wstrząsy i drgania;
  • wymagają jedynie podstawowej obsługi;
  • ich instalacja jest tania i łatwa;
  • mogą być opcjonalnie wyposażone w centralny system napełniania wodą;
  • do 20 lat niezawodnego działania przy znacznie niższych kosztach w porównaniu z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi.
  • Płyty niklowo-kadmowe są całkowicie niezawodne, bez ryzyka rozbiegania termicznego czy nagłej śmierci: struktura wspierająca płyt dodatnich i ujemnych jest wykonana ze stali, co oznacza że nie występuje korozja w przeciwieństwie do akumulatorów kwasowych.

    Zdalne sterowanie, telesterowanie – funkcja urządzenia pozwalająca na przekazywanie komend z jednostki sterującej (lub sterująco-kontrolnej) do jednostki wykonawczej z miejsca odległego fizycznie. Najczęściej transmisja jednokierunkowa z nadajnika obsługiwanego przez operatora do odbiornika zintegrowanego z urządzeniem lub podłączonego przy użyciu interfejsu. Jest popularne przy produkcji zabawek (np. samochodów zdalnie sterowanych).Anoda (gr. ana – "w górę", hodós – "ścieżka") – elektroda, przez którą prąd elektryczny wpływa do urządzenia (co może polegać na dopływie ładunku dodatniego lub wypływie ładunku ujemnego). W odbiornikach prądu elektrycznego (np. lampach elektronowych) anoda jest elektrodą dodatnią, natomiast w źródłach prądu (np. ogniwach galwanicznych) – ujemną. Anoda występuje zawsze w parze z elektrodą, przez którą prąd wypływa z urządzenia, czyli katodą.

    Do niedawna wydawało się, że ogniwa te nie znikną zupełnie z rynku przez wiele lat, gdyż w przeciwieństwie do ogniw niklowo-metalowo-wodorkowych mają znacznie mniejsze samorozładowanie, co umożliwia ich przechowywanie w stanie naładowanym. Niedawno jednak pojawiły się ogniwa niklowo-wodorkowe nowej generacji ze zmienionym separatorem, które wykazują się znikomym samorozładowaniem. Te nowoczesne ogniwa mają jednak mniejsze pojemności oraz są droższe od standardowych. W przeciwieństwie do nich akumulatorki niklowo-kadmowe są stosunkowo tanie, a wiele osób w domach ma ładowarki niezdolne ładować akumulatorów Ni-MH.

    Altlußheim – miejscowość i gmina w Niemczech, w kraju związkowym Badenia-Wirtembergia, w rejencji Karlsruhe, w regionie Rhein-Neckar, w powiecie Rhein-Neckar, wchodzi w skład wspólnoty administracyjnej Hockenheim. Leży nad Renem, ok. 18 km na południowy zachód od Heidelberga, przy drodze krajowej B39.Akumulator litowo-polimerowy (LiPo lub Li-Poly) – rodzaj akumulatora litowo-jonowego, do budowy którego wykorzystywane są stopy metalicznego litu oraz polimery przewodzące. W działaniu jest podobny do akumulatora litowo-jonowego. Ze względu na obecność polimerów nowa technologia umożliwia konstruowanie giętkich, bardzo cienkich i płaskich elastycznych ogniw (nawet o grubości milimetrowej). Ogniwa te są jednak nieodporne i łatwo je uszkodzić w wyniku niewielkiego nawet przeładowania, dlatego układy elektroniczne kontrolujące proces ładowania są bardzo złożone.

    Akumulatory tego typu są nadal stosowane w najcięższych warunkach pracy, a także w środowiskach zagrożonych wybuchem. Są one odporne na złe warunki pracy, czyli wysoką temperaturę (40 °C) i przeładowania. Nie mają tendencji do eksplozji przy wysokiej temperaturze. Dzięki temu są one dobrym źródłem energii w trudnych warunkach eksploatacji.

    Kadm (Cd, łac. cadmium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali przejściowych układu okresowego. Nazwa pochodzi od słowa kadmeia, będącego grecką nazwą rudy cynku, kalaminu, w której kadm został wykryty.Gemeinsame Normdatei (GND) – kartoteka wzorcowa, stanowiąca element centralnego katalogu Niemieckiej Biblioteki Narodowej (DNB), utrzymywanego wspólnie przez niemieckie i austriackie sieci biblioteczne.

    Spotykane oznaczenia: KR3, KR6, KR14 itd. (analogicznie do R3, R6, R14 itd.); KR11/45 (rozmiar R3), KR15/51 (rozmiar R6).

    Procesy elektrodowe[ | edytuj kod]

  • katoda: tlenek wodorotlenek niklu(III), NiO(OH)
  • anoda: kadm, Cd
  • elektrolit: wodorotlenek potasu, KOH
  • Reakcje zachodzące podczas rozładowania ogniwa: anoda: Cd0
    + 2OH
    CdII
    (OH)
    2
    + 2e
    katoda: 2NiIII
    O(OH) + 2H
    2
    O + 2e
    → 2NiII
    (OH)
    2
    + 2OH

    Sumarycznie: 2NiO(OH) + Cd + 2H
    2
    O → 2Ni(OH)
    2
    + Cd(OH)
    2

    W trakcie ładowania kierunek reakcji jest odwrotny.

    Uwagi[ | edytuj kod]

    1. Określenie pojemność w odniesieniu do akumulatorów jest potocznym słowem oznaczającym ładunek elektryczny, wyrażany zwykle w amperogodzinach [Ah].
    2. Kadm jest jednym z czterech najbardziej toksycznych metali ciężkich.

    Przypisy[ | edytuj kod]

    1. NiCad Battery Charging Basics, www.powerstream.com [dostęp 2019-07-17].
    2. Norman N. Greenwood, Alan Earnshaw, Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 1204, ISBN 0-7506-3365-4.




    Reklama

    Czas generowania strony: 0.022 sek.