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Descripción general de la tecnología de baterías de níquel cadmio de NiCd

Descripción general de la tecnología de baterías de níquel cadmio de NiCd


La batería de níquel cadmio, NiCd o NiCad fue el primer tipo de pila recargable que se pudo utilizar para equipos electrónicos portátiles.

Aunque la batería de plomo ácido había estado disponible durante muchos años, se utilizó principalmente para baterías de automóviles. El NiCd podría usarse fácilmente como un reemplazo directo de muchas baterías primarias estándar y su uso se popularizó rápidamente.

Las células de NiCd se utilizan menos en estos días debido al cadmio que contienen. Las pilas o baterías deben eliminarse por las rutas correctas, ya que el cadmio es dañino y, en última instancia, puede filtrarse al suelo si se encuentra en un vertedero.

Actualmente se pueden comprar pocas baterías de NiCd, pero llenó un vacío en el mercado que ninguna otra batería de la época pudo cubrir. Ocasionalmente, todavía se pueden encontrar baterías de NiCd viejas en existencias o posiblemente incluso en uso.

NiCd frente a NiCad

A menudo, la abreviatura NiCd se utiliza para describir las células de níquel cadmio. La abreviatura NiCad también se usa ampliamente.

La abreviatura NiCad es una marca registrada de SAFT Corporation, un fabricante de baterías y fuentes de energía. Por lo tanto, la abreviatura NiCad no debe usarse para referirse genéricamente a baterías de níquel-cadmio, solo a las fabricadas por SAFT.

La abreviatura NiCd es, por tanto, la abreviatura genérica reconocida para las pilas y baterías genéricas de níquel-cadmio.

Conceptos básicos de NiCd

Las pilas de NiCd o NiCad pueden proporcionar un reemplazo casi directo de las pilas primarias alcalinas o de zinc-carbono. Por lo general, pueden retener menos carga que estas celdas, pero tienen la ventaja obvia de que pueden recargarse. Esto significa que aunque el costo de compra inicial es más alto que el de las celdas primarias equivalentes, los costos se pueden ahorrar después de algunos ciclos de carga / descarga.

El voltaje de celda nominal para una celda de NiCd / níquel cadmio es de 1,2 voltios. Mantiene bien este voltaje durante la mayor parte del ciclo de descarga, y solo cae cuando se ha utilizado la mayor parte de la carga. Mantiene el voltaje de salida mejor que los tipos primarios de zinc-carbono equivalentes que tienen una caída constante durante la vida útil de la celda. Si bien una curva plana muestra la ventaja de que el voltaje de salida de la celda es muy estable, significa que cuando la celda se acerca al final de su ciclo de descarga, el voltaje de salida cae rápidamente, lo que a menudo da poca advertencia al usuario.

Las células de NiCd tienen un nivel muy bajo de resistencia interna. Una celda alcalina de buena calidad puede tener una resistencia interna de aproximadamente 300 mili-ohmios cuando es nueva. Esta cifra podría aumentar a unos 900 mili-ohmios cuando se descarga el 20% y varios ohmios cuando se descarga casi por completo. Un NiCd tiene cifras mucho más bajas, y cualquier resistencia interna se puede ignorar para la mayoría de los propósitos, ya que es del orden de solo unos pocos mili-ohmios, dependiendo del tipo exacto de celda y del fabricante. Esto significa que la celda es capaz de producir corrientes muy altas, especialmente si la celda sufre un cortocircuito accidental. En vista de esto, se debe tener cuidado para garantizar que esto no suceda ya que se pueden generar grandes cantidades de calor.

Construcción de NiCd

Las celdas de níquel cadmio y NiCd constan de cuatro elementos principales:

  • Ánodo: Esto comprende una red que está chapada en cadmio.
  • Cátodo: El electrodo de cátodo de la celda de NiCd es una malla niquelada.
  • Separador: El separador se utiliza para garantizar que el ánodo y el cátodo no se toquen físicamente y provoquen un cortocircuito.
  • Electrólito: El electrolito sirve para transportar iones y portadores de carga entre el ánodo y el cátodo. Puede ser hidróxido de potasio, KOH o hidróxido de sodio. De la estopa, el hidróxido de potasio se conduce mejor, pero el hidróxido de sodio no se filtra tanto.

En el estado descargado, el material activo positivo consiste en hidróxido de níquel (Ni (OH) 2 y el material negativo es hidróxido de cadmio. Durante la carga, estos se convierten en NiO OH y cadmio junto con algo de agua. Aunque el separador no tiene lugar en el reacción sirve para aislar entre las placas. También se necesita un electrolito. Para ello se utiliza hidróxido de potasio. No participa en la reacción, pero permite la transferencia de electrones entre las dos placas.

Tamaños de celda de NiCd

Las celdas de NiCd se pueden obtener en una variedad de tamaños y, a menudo, se pueden fabricar paquetes de baterías de NiCd especiales para elementos particulares de equipos electrónicos. Sin embargo, las celdas de NiCd más populares son las que se encuentran en los tamaños de celda o batería estándar: paquetes de celdas AAA, AA, C y D. Estos tamaños estándar para esto se dan a continuación, aunque ocasionalmente se ha encontrado que algunos NiCds han excedido estos tamaños, lo que hace que el ajuste a las ranuras estándar sea bastante ajustado.


Tipo de célulaDiámetro
mm
Altura
mm
AAA10.544.5
Automóvil club británico14.550.5
C26.250.0
re34.261.5

Precauciones para asegurar una larga vida útil de NiCds

Hay una serie de precauciones que se pueden tomar para ayudar a prolongar la vida útil de las baterías de NiCd. A continuación se muestra una breve lista:

  • No provoque un cortocircuito en las células, ya que se pueden generar corrientes muy grandes. Esto puede ser peligroso ya que se pueden generar grandes cantidades de calor. También es aconsejable no descargar las células a velocidades muy altas.
  • Nunca sobrecargue las celdas a una velocidad mayor o igual a su corriente de carga normal. Se permite la carga lenta.
  • Nunca realice una carga inversa de las celdas. Esto puede ocurrir cuando una batería que consta de varias celdas en serie está completamente descargada. Como algunas celdas retendrán menos carga que el resto, a medida que la batería total se descargue, algunas celdas se pondrán en la situación de carga inversa.
  • Nunca deseche las células en el fuego.
  • Las celdas funcionan mejor en condiciones normales de temperatura ambiente. Las temperaturas altas y bajas reducen su efectividad. Las altas temperaturas pueden causar daños permanentes a la celda.

Las baterías de celdas Nicd o NiCad han estado disponibles durante muchos años. Su uso casi ha terminado en vista de los problemas ambientales asociados con su eliminación. Sin embargo, hace algunos años, muchas baterías de NiCd estaban disponibles y eran efectivamente la única forma de pila o batería recargable para equipos electrónicos.

Ver el vídeo: CARGADOR DE BATERÍAS DE NiCdNiMH (Octubre 2020).