「NiCad」バッテリーとして知られるニッケルカドミウムバッテリーは、金属カドミウムと水酸化ニッケルをセルの電極として使用する充電式バッテリーです。ニカド電池は、電池のサイズに比例して放電率が異なります。おもちゃ、計算機、小さな DC モーター、およびその他のデバイスは、一般的にこのバッテリーを使用します。鉛蓄電池と同じ原理で動作します。金属はカドミウム層とセパレータ層で包まれ、化学反応によって DC 電圧が生成されるように酸化還元状態に維持されます。バッテリーは長い間人気があり、バッテリー効率を向上させるためにますます多くの化学成分が採用されています。
ニッケルカドミウムセル（NiCdセル）の構築
ニッケルカドミウムセルの構成の詳細な内訳は次のとおりです:
- 次の 3 つの主要な層で構成されています。
- 第 1 層はニッケル製で、正極集電体として機能します。
- 第 2 層はセパレータとして機能し、OH イオンの供給を提供します。水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムで構成されています。
- 3 番目の層はカドミウムでできており、負極層の集電体として機能します。
- 絶縁体として機能する絶縁リングも付いています。その外装ケースは、バッテリーの損傷や乱用から内部を保護します。
ニッケルカドミウムセル（NiCdセル）の働き
電池の層内の化学的相互作用は、ニッケルカドミウム電池の動作の中心にあります。 DC 電圧源であるストームには、正と負のポートがあります。カドミウムの層は、バッテリーを構築している間、最初はレドックスに保持されます。
カドミウム層はマイナス端子の役割を果たします。カドミウムは強い電気伝導性を持つ重金属です。セパレータと呼ばれる層は、カドミウム層の上に配置されます。
セパレータ層の役割は、化学プロセスに必要な OH イオンを供給することです。負の層とセパレータ内の相互作用には、OH イオンが必要です。出力としてニッケルOHイオンの酸化物を生成します。セパレータ層は、化学反応に必要な OH イオンを供給するために不可欠です。セパレーター層を水に浸して、最初の反応に H2O を供給します。
その後、副産物の 1 つとして H2O が得られます。カドミウム層は、アノード側のセパレーター層に由来する OH イオンとも混合されます。その結果、酸化カドミウムと電子が生成されます。両方の式の電子が相殺されることに注意してください。 OHイオンもバランスが取れています。
ニッケルがカドミウムと水と混合されている 3 番目の方程式は、リマインダ方程式を提供します。副産物として酸化ニッケルと酸化カドミウムを生成します。化学反応の後に電子の流れが続き、2 つの端子間に電位差が生じます。
ニッケルカドミウム電池（NiCd電池）のメリット
これらのセルは長い間よく研究されており、そのエネルギー密度はすでに控えめです。 NiCd は、長寿命、高放電率、および低コストが重要な用途に採用されています。双方向ラジオ、生物医学機器、業務用ビデオ カメラ、および電動工具は、最も一般的な用途の 1 つです。
ニッケルカドミウム電池の重要性を理解するために、さらにいくつかの利点を確認してみましょう.
- 長期的には、この充電式バッテリーは通常の充電式バッテリーよりも充電/放電サイクルが長くなります。
- 長期にわたる深い放電に耐える
- 自己放電率はニッケル水素 (NiMH) バッテリーよりも低い (月あたり 20% 対 月あたり 30%)
- 鉛蓄電池はエネルギー密度が高く、軽量でコンパクトです。飛行機など、サイズと重量が重要な場合は、NiCd が好まれます。
結論
1899 年に Waldemar Junger によってスウェーデンで発明された後、最初の商業的に入手可能な NiCd 電池は 1900 年代初頭に発売されました。それ以来、ニッケルカドミウム電池は技術の進歩に大きな役割を果たしてきました。
NiCd は古い技術です。新しい化学物質は、いくつかの低コストの産業用途を除いて、事実上役に立たなくなっています.この記事では、ニッケル - カドミウム電池 (NiCd 電池) の働き、構造、および利点を調べました。重要なニッケル-カドミウム セルに関する質問とその解決策を以下に示します。
