احیا باتری نیکل کادمیوم

احیا باتری نیکل کادمیوم

واحد فنی شرکت راژمان با بهره  گیری از تخصص و تجارب مهندسین ، آمادگی ارائه خدمات احیا باتری نیکل کادمیوم  Nickel cadmium Battery (NiCd) و شارژ اولیه باتری نیکل کادمیوم را دارد  و در این راستا خدمات ارزنده ای به کارخانجات و صنایع کشور ، ارائه نموده است.

باتری های نیکل کادمیوم با تعویض الکترولیت مربوطه و احیا باتری می توانند تا ۲۵ سال طول عمر داشته باشند.

که دستیابی به این موضوع در گرو سرویس و نگهداری علمی و اصولی می باشد .

لازم به توضیح است باتری های نیکل کادمیوم در صنایع نفت و پتروشیمی ، ناوگان حمل و نقل راه آهن و مترو کاربرد فراوان دارد.

که نیازمند سرویس های دوره ای منظم می باشند .

شارژ اولیه باتری نیکل کادمیوم

شارژ اولیه باتری نیکل کادمیوم

نگهداری و مراقبت از باتری های نیکل کادمیوم و استفاده مطلوب تا مرز ۲۵ سال بستگی به عوامل متعددی از جمله: کیفیت ساخت باتری ، چگونگی شارژ و دشارژ و پارامترهای دیگری ، بویژه تعویض الکترولیت باتری دارد.

یکی از مواد متشکله الکترولیت باتری های نیکل کادمیوم ماده Potassium Hydroxide یا پتاس(KOH) است .

این عنصر شیمیایی در تمام دوران حیات باتری و بخصوص زمانیکه باتری در حالت Flot charge بسر می برد، تمام گازهای انیدرید کربنیک (CO2) موجود در اطراف هوای باتری را از طریق منافذ درب باتری جذب نموده و آنرا وارد سلول می کند.

و در اثر ترکیب با خود ماده جدیدی به نام کربنات پتاسیم (Potassium Carbonate) بوجود می آورد ، که اصولا این ماده مزاحم الکترولیت و باتری است.

و می تواند در دراز مدت به حداکثر غلظت خود برسد.

که در چنین حالتی الکترولیت کاملا آلوده می گردد و به تدریج موجبات افزایش مقاومت داخلی باتری و کاهش ظرفیت آنرا فراهم می نماید.

Nickel cadmium Battery

تشکیل ماده مخرب الکترولیت(کربنات پتاسیم) طبق فرمول زیر می باشد.

H2O + (کربتات پتاسیم) CO3K2 = (گاز کربونیک هوا) CO2 + (الکترولیت) ۲KOH کربنات پتاسیم همان ماده ماده مخرب و نابود کننده الکترولیت است.

که در اثر ترکیب بخشی از الکترولیت با گاز گربنیک هوا بوجود آمده که از این مرحله به بعد کاهش ظرفیت و خرابی تدریجی باتری و نهایتا مرگ آن بوقوع می پیوندد.

لذا جهت جلوگیری از پیشرفت چنین روندی و بهره گیری حدود ۲۵ سال از باتری نیکل کادمیوم،

بایستی هر ۲/۵ الی ۳ سال یکبار مقدار ماده کربنات پتاسیم تشکیل یافته در داخل باتری را اندازه گیری کرد.

تا در صورتی که غلظت آن از مرز بحرانی ۶۰ گرم در لیتر تجاوز کرده باشد.

به شستشوی شیمیایی PLATE و تعویض محلول الکترولیت باتری اقدام شود.

از آنجا که غلظت ماده کربنات پتاسیم بعد از گذشت حدود ۳ سال به میزان قابل توجهی می رسد.

اغلب سازندگان باتریهای نیکل کادمیوم توصیه کرده اند که بهتر است پس از انقضای مدت فوق تعویض الکترولیت انجام بشود.

که تا بحال چنین روندی بطور منظم یا غیر منظم در سایت هایی که از باتریهای NI-CD استفاده می کنند اجرا شده است.

الکترولیت باتری نیکل کادمیوم

الکترولیت باتری نیکل کادمیوم

الکترولیت باتری نیکل کادمیوم چیست ؟

مشخصات محصول آب باتری نیکل کادمیوم :

  • نام شیمیایی : الکترولیت باتری نیکل کادمیوم (KOH).
  • اسامی مترادف : آب باتری نیکل کادمیوم.

انواع الکترولیت باتری نیکل کادمیوم :

  • الکترولیت باتری نیکل کادمیوم E4، E12، E13، E21، E22، E30.
  • انواع باتری :

  1. باتری سرب اسیدی : در سال ۱۸۵۹ برای اولین بار توسط یک فیزیکدان فرانسوی به نام Gaston plante به عنوان اولین باتری با قابلیت شارژ مجدد به صورت تجاری به بازار عرضه شد.
  2. باتری نیکل کادمیوم : در سال ۱۸۹۹توسط یک مخترع سوئدی به نام waldemar jungner ابداع گردید. تمایل چندانی به استفاده از این باتری ها در صنایع تا اوایل دهه ۱۹۶۰ وجود نداشت ولی پس از آن و با افزایش چشمگیر مصارف الکتریکی به ویژه در امریکا و ژاپن طرفدار پیدا کرد.

مواد سازنده باتری ها :

  1. باتری سرب اسیدی : آند ( قطب مثبت ) از اکسید سرب (PbO2) و قطب منفی (کاتد) از سرب تشکیل شده و الکترولیت آن محلول اسید سولفوریک (H2SO4) و آب (H2O) می باشد. اسید سولفوریک خالص عموما بین ۲۵ تا ۴۰ درصد از کل محلول را تشکیل می دهد.
  2. باتری نیکل کادمیوم (Nickel cadmium) : هیدرات نیکل (NiOOH) بخش عمده قطب مثبت را تشکیل می دهد. در حالیکه کادمیوم اسفنجی عنصر غالب در مواد تشکیل دهنده قطب منفی است. محلول هیدروکسید پتاسیم در آب نیز نقش الکترولیت باتری را داردغلظت هیدروکسید پتاسیم عموما بین ۲۰ تا ۳۵ درصد از کل محلول الکترولیت است.

 

قیمت باتری های نیکل کادمیوم :

باتری های نیکل کادمیوم حدودا بین ۲ تا ۴ بار گرانتر از نمونه مشابه خود از نوع سرب اسیدی هستند.

البته بسته به کیفیت و تکنیک ساخت آن این امکان وجود دارد که به بیشتر از ۵ برابر نیز برسد.

پس چرا مصرف کنندگان بیشتری به سمت باتری های نیکل کادمیوم می روند.

طول عمر باتری های نیکل کادمیوم :

یک قانون کلی در ارتباط با طول عمر اکثر باتریها وجود دارد و آن اینکه با افزایش تعداد دشارژ باتری طول عمر آن کم خواهد شد.

اما هر دو باتری نیکل و سربی به عمق دشارژ نیز حساس هستند.

به این معنی که اگر فرضا باتری به طور متوسط ۳۰ درصد دشارژ شود طول عمر آن بسیار بیشتر از حالتیست که به طور متوسط تا ۸۰ درصد دشارژ می گردد.

گرچه باتری های نیکل کادمیوم بسیار گرانتر از باتری های سرب اسیدی هستند.

اما تعداد سیکل هایی که می توان آنها را دشارژ کرد بسیار بیشتر از باتری های سربی است.

 

پدیده خود دشارژی :

حتی در صورتیکه هر کدام از این دو نوع باتری به مدار متصل نباشند نیز، بعد از گذشت مدتی دشارژ می شوند. به این پدیده خود دشارژی می گویند. سرعت این پدیده در باتری های نیکل کادمیوم چندین برابر باتری های سرب اسیدی است.

باتری های نیکل بسته به آلیاژ مورد استفاده در ساختشان و همچنین دمای محیط، حتی امکان دارد که روزانه ۱ درصد از ظرفیتشان را در هنگام انبارش از دست بدهند. این مساله نیاز به شارژ مجدد باتری در هنگام استفاده و همچنین اتلاف انرژی را سبب می شود.

اشاره به این تفاوت نیز ضروریست که گرچه خود دشارژی در باتری های نیکل چندین برابر باتری های سربی است.

اما باتری های نیکل را می توان حتی به طور دشارژ کامل نیز انبارش نمود، اما باتری های سرب اسیدی را نمی بایست با سطح شارژ پایین نگهداری کرد.

زیرا در این صورت باتری سولفاته شده و طول عمر مفید آن به شدت کاهش می یابد.

نحوه افت ولتاژ در هنگام دشارژ :

ولتاژ باتری های نیکل کادمیوم تقریبا تا لحظات آخر افت چندانی ندارد و می توان با تقریب، آن را ثابت فرض کرد.

اما ولتاژ پایانه ی باتری های سرب اسیدی در هنگام دشارژ، به تدریج کاهش می یابد.

 

آلایندگی محیط زیست :

در ساختار هر دو نوع باتری از فلزات سنگین ( سرب و کادمیوم) استفاده شده است، که این به معنی دیر ترکیبی این فلزات است.

در صورتیکه پروسه بازیافت لاشه ی باتری ها به درستی انجام نشود هر دو به شدت محیط زیست را آلوده می نمایند.

اما پروسه بازیافت کادمیوم پیچیده تر از سرب بوده و در عین حال این فلز شدیدا سرطان زا می باشد.

سایز و وزن پروسه ساخت :

باتری های سرب اسیدی روند ساخت ساده تری از باتری های نیکل کادمیومی دارند.

اما در عین حال نسبت انرژی ذخیره شده در باتری نسبت به وزن آن ، یکی از کمترین مقادیر بین انواع باتری هاست.

در صورتیکه چگالی انرژی به مزن در باتری های نیکل کادمیوم چیزی بین ۸۰-۴۵ wh/kg می باشد.

این بدان معنی است که باتری های نیکل کادمیوم ۳۰ درصد انرژی بیشتری نسبت به باتری های سرب اسیدی در یک وزن برابر، در خود ذخیره می کنند.

پس در مواردی که وزن مجموعه باتری ها مهم است استفاده از باتری های نیکل کادمیوم توصیه می شود.

 

سرعت شارژ :

باتری های نیکل کادمیوم را می توان در زمان های کوتاهی همچون ۱ ساعت نیز شارژ نمود.
در صورتیکه شارژ سریع باتری های سرب اسیدی در زمانی کمتر از ۴ ساعت توصیه نمی شود.
و عموما چیزی در حدود ۸ تا ۱۰ ساعت را برای شارژ آنها مناسب می دانند.

جریان پیک دشارژ :

دشارژ باتری های سرب اسیدی با جریانی بیشتر از ۵ برابر جریان نامی آن توصیه نمی شود.

( فرضا باتری ۹ آمپر ساعت را نباید با جریانی بیش از ۴۵ آمپر دشارژ کرد)

اما می توان باتری های نیکل کادمیوم را حتی با جریان های ۱۰ تا ۱۵ برابر جریان نامی خود نیز دشارژ نمود.

پدیده حافظه ای در باتری های نیکل کادمیوم :

یکی از نقاط ضعف باتری های نیکل کادمیوم نسبت به سربی اسیدی، وجود پدیده حافظه در باتری است.

اگر باتری را چندین بار فرضا تا ۶۰ درصد ظرفیتش دشارژ نماییم.

باتری حدود ۶۰ درصد را به حافظه سپرده و اگر بار دیگر باتری را بخواهیم بیشتر از ۶۰ درصد دشارژ نماییم،

این بار ناگهان ولتاژ خروجی باتری افت شدیدی می نماید.

این پدیده باعث می شود که نتوان از ظرفیت باتری به طور مناسب استفاده نمود.

به ویژه در کاربردهای یوپی اسی که باتری ها به حالت آماده به کار بوده و مرتبا شارژ و دشارژ نمی شون.

د این پدیده باعث می شود که نتوان از کل ظرفیت نصب شده ی باتری ها استفاده بهینه نمود.

تفاوت ولتاژ نامی سلول های باتری :

به دلیل ساختار متفاوت شیمیایی دو باتری، ولتاژ نامی سلول هایشان نیز متفاوت است.

ولتاژ هر سلول در باتری های نیکل کادمیوم ۱٫۲ ولت و در باتری های سرب اسیدی ۲ ولت می باشد.

به همین دلیل برای ساخت یک باتری ۱۲ ولت نیکل کادمیوم ، می بایست ۱۰ سلول را با هم سری کرد.

در حالیکه سری کردن ۶ سلول باتری سرب اسیدی، همین ولتاژ را تولید خواهد نمود.

 

موارد مصرف و کاربرد الکترولیت باتری نیکل کادمیوم :

  • به عنوان آب باتری در باتری های نیکل کادمیوم مورد استفاده قرار می گیرد.

باتری نیکل کادمیوم

شرکت راژمان بمنظور نظم بخشیدن به تجربه مذکور و عملی نمودن آن ، ضمن تماس با سازندگان مشهور باتریهای نیکل کادمیوم توانسته است اندازه گیری غلظت ماده کربنات پتاسیم را از طریق تیتراسون بدست آورد که در این خصوص آزمایشگاهی نیز تجهیز نموده است.

بنابراین دیگر بجای تعویض الکترولیت ادواری و تجربی می توان با اطمینان بیشتر و به شیوه علمی دقیق تعویض الکترولیت را تعیین و اقدام نمود.

جهت کسب اطلاعات بیشتر با کارشناسان واحد خدمات پس از فروش شرکت راژمان تماس حاصل فرمایید .

شماره تماس واحد خدمات پس از فروش مشتریان : ۰۲۱۲۶۴۱۴۳۰