镍镉电池的应用.PDFVIP

鎳鎘電池的應用 小笨鳥 或許大家會覺得奇怪，鎳鎘電池(nickel-cadmium)有甚麼好說的呢？不就只 是充電放電而已嘛！其實不然喔，對於一般電動槍的新使用者來說，電池才是問 題最多最令人傷腦筋的地方呢，往往因為不懂得如何充放電而弄壞電池的槍迷大 有人在，也使得鎳鎘電池成為一些槍迷玩槍時最昂貴的消耗品。對於鎳鎘電池來 說，電動槍的馬達是消耗電流相當驚人的重負載，鎳鎘電池推動它可不比推動家 用無線電話那樣子地輕鬆省電，而是讓鎳鎘電池折壽的一大殺手，電動槍玩者在 盡情地掃射享受快樂之際，槍身裡面的電池可是全身滾燙燙地身在火熱當中賣命 呢，在遊戲中玩得正當興高采烈之際，卻也往往因為電池電量耗盡而掃興地終止 遊戲，因而槍友們對於鎳鎘電池的電量與壽命也相當的敏感。 大部分的電動槍新使用者都是第一次貼切地接觸到鎳鎘電池，而且幾乎都是 使用後才體驗到自己根本不瞭解鎳鎘電池，加上槍迷們往往不是學電子電機的背 景出身，對電池完全不知該如何正確地使用，花一大筆錢買了一大堆昂貴的電池 來揮霍之後，才經由電池的損毀過程悟出一絲絲微薄的經驗。不過這經驗未免太 慘痛了一點，犧牲的代價有點高，如果早先對鎳鎘電池有所瞭解就好了。 因此，如果說讀者您也是像筆者一樣是窮學生、窮上班族，想玩電動槍又不 想花費太多錢買電池，更不希望對電池的相關知識不一竅不通，希望自己的電池 壽命長一點不要用沒多久就燒壞，那麼偷偷地告訴您一件事，底下關於電池的文 章是又臭又長的，您就節哀順變慢慢地看下去吧，祝您好運囉。 基本電學公式 首先來介紹幾個很簡單的基本電學公式，希望讓沒有電子方面背景的讀者們 能對幾個物理現象有點概念。 電壓(V) = 電流(I) x 電阻(R) 電荷量(Q) = 電流(I) x 時間(T) 功率(P) = V x I = I 2 ×R 能量(W) = P x T = Q x V 任何物體都有阻抗，在阻抗兩端加上一電位差則會產生電荷流過該阻抗，阻 抗越大則單位時間內(一秒)流過的電荷量越小，阻抗越小則單位時間內流過的電 荷量越多。若將電位差增大則單位時間內流過的電荷量越多，將電位差減小則單 位時間內流過的電荷量越少。此電位差稱之為電壓(V)，單位為伏特(V)，單位時 間內流過的電荷量多寡稱之為電流(I)，單位為安培(A)，阻抗稱為電阻(R)，單 位為歐姆( Ω)。電流(I)強度越大表示單位時間內流過的電荷數目越多，那麼在 在Ｔ秒內流過電阻的電荷數目總共有I x T，用以描述此電荷量多寡的名詞為電 荷量(Q)，俗稱稱電量，單位為庫侖(Q)。電阻消耗的功率(P)為I x V，單位為 瓦特(W)，消耗功率越大代表越耗電。，消耗的能量(W)為 P x T，單位為焦耳(J)， 時間越久消耗能量越大，同樣時間消耗功率越大的消耗能量也越大。 例如： 一顆1.5V的乾電池接上0.5Ω的燈泡時，消耗電流為3A，消耗功率 為4.5W，10秒鐘內共流過了30庫侖的電荷，消耗了45焦耳的能量。 鎳鎘電池的材料 電池的分類有很多種，在化學電池中不可充電用完就扔掉的電池稱為一次電 池，可以多次充電再使用的電池稱為二次電池，而鎳鎘電池是屬於二次電池中鹼 性蓄電池的一種。鎳鎘電池在材料方面陽極是使用過氧氫氧化鎳，陰極使用鎘化 合物之活性物質，電解液則是使用氫氧化鉀等鹼性水溶液。當對鎳鎘電池充電 時，會在陽極上面產生氫氧化鎳，在陰極上面產生金屬鎘，因而在兩極間形成了 電位差。將鎳鎘電池的陽極和陰極兩端外接負載放電時，陰極端產生帶負電的電 子經由外接負載流向陽極，因此提供能量供外部負載消耗。 過度充電 在充電過程中電池的電壓會隨著儲存電量的增加而逐漸上升，當電池儲存的 電量達到飽和電極材料無法繼續充電時，若繼續充電則電解液會起電解，並且在 陽極產生氧氣，在陰極產 生氫氣，如此會在密封的電池內部造成內部壓力上升， 會對電池內部結構造成破壞。像這種現象稱之為過度充電。 為了避免過度充電電池遭毀損，通常將陰極之容量製作得比陽極容量大，如 此當過度充電時陽極會先達到飽和並產生氧氣，而陰極卻未飽和而不會產生氫 氣，陽極產生的氧氣擴散