никель-кадмиевый аккумулятор

В статье представлены материалы по разработке никель-кадмиевых аккумуляторов с высокоэнергоемкими электродами с учетом подбора и отработки технологии изготовления оксидноникелевых электродов на основе никелированных углеграфитовых войлоков и изучены их разрядные характеристики.

Проанализированы механизмы шунтирования никель-кадмиевых аккумуляторов кадмием. Показано, что основной причиной, приводящей к короткому замыканию источника тока, является перенос активной массы отрицательного электрода в межэлектродное пространство. Полное или частичное ее катодное восстановление приводит к потере сепаратором электроизоляционных свойств и, как следствие, к внутреннему замыканию электродов.

Раскрыт подход к выбору критерия завершения заряда формировочных циклов никель-кадмиевых аккумуляторов. Представлены результаты формирования физических моделей аккумуляторов с использованием выбранного критерия. Проведённые исследования показывают эффективность длительных, до стабилизации напряжения, зарядов при формировании ёмкости НК-аккумуляторов, что выражается в значительном сокращении числа заряд-разрядных циклов формирования и улучшении их разрядных характеристик.

Проведено сравнение влияния параметров асимметричного тока на продолжительность процесса формирования никелькадмиевых аккумуляторов. По совокупности полученных результатов формирования аккумуляторов НКМ-22 с тонкими прессованными кадмиевыми и металлокерамическими оксидноникелевыми электродами установлена перспективность применения асимметричного тока с параметрами, выбранными в ходе предшествующих экспериментов и примененными в данной работе.

Представлены результаты формирования никель-кадмиевых аккумуляторов асимметричным током по режиму, предусматривающему проведение длительного заряда первого цикла до прекращения роста напряжения на аккумуляторе. Подтверждена возможность использования напряжения на аккумуляторе в качестве критерия окончания заряда. Проведенные исследования показывают эффективность режима с применением выбранного критерия, что выражается в значительном сокращении числа зарядно-разрядных циклов формирования при сохранении заданных эксплуатационных характеристик.

Проведено сравнение влияния параметров асимметричного тока на продолжительность процесса формирования никелькадмиевых аккумуляторов. По совокупности результатов формирования ёмкости аккумуляторов НКПлГЦ-0,5 с тонкими прессованными электродами установлена перспективность применения асимметричного тока с параметрами, выбранными в ходе предшествующих экспериментов и примененными в данной работе. Форма тока, которая дала наибольший прирост ёмкости, имеет продолжительный зарядный импульс и короткий, с большой амплитудой разрядный импульс.

Проведено изучение пористой структуры и разрядных характеристик оксидноникелевых электродов (ОНЭ) на основе никелированного графитированного войлока «Войлокарб-22», в которых заполнение металловойлочных основ проводилось методом электрохимической пропитки. Показано, что разработанная технология изготовления ОНЭ (никелирование основы, электрохимическая пропитка, формировка и подпрессовка электродов) позволят формировать активную массу электродов с полидисперсной структурой: с размером пор от 0.01 до 100 мкм.