湖南铁道职业技术学院学生毕业设计(论文)
表示其容量为60安时。
3.2.2 镉镍蓄电池结构与工作原理
镉镍蓄电池如按极板结构可分为有极板盒式和无极板盒式，如按外形结构可分为开口式和密封式蓄电池。
镉镍有极板盒蓄电池正极由氧化镍粉、石墨粉组成，石墨主要是用来增强导电性，不参加化学反应。负极由氧化镉粉和氧化铁粉组成。掺入氧化铁粉的目的是使氧化镉粉具有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量。
正、负极上的这些活性物质分别包在穿孔钢带中，加压成型后成为正、负极板。以焊接方式焊成极群装入镀镍铁质电槽或聚乙烯电槽内，并以耐碱的硬橡胶绝缘棍或穿孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开正负极板，然后焊底或焊盖成型。 为了排灌电解液，在蓄电池外盖上有一注液口，注液口拧以密闭式的气塞，该气塞能使蓄电池内部氯体排出，而防止外部气体进入，并能保证当蓄电池短时翻转时不流出电解液。
小容量的镉镍蓄电池的正极与电槽（外壳）相接，较大容量的镉镍蓄电池的电槽都不带极性，即正极不与电槽（外壳）相接。根据不同的电压要求，可将单体电池串联组合在一起，成为组合蓄电池。
镉镍无极板盒蓄电池中采用的极板有烧结式、压成式两种，可组装成烧结式、压成式和半烧结式三种镉镍无极板盒蓄电池。
烧结式蓄电池正负极板是以烧结的多孔性的镍基板为骨架，在多孔镍骨架的孔隙里填充氢氧化亚镍为正极板，填充氢氧化镉为负极板。
压成式蓄电池的正极以氢氧化亚镍和石墨粉为正极活性物质，以海绵镉粉和氧化镉粉为负极活性物质。正负极活性物质中以镀镍钢网为骨架，在专用模具中加压成型，成为正、负极板。
多数镉镍密封蓄电池的正、负极板结构与镉镍无极板盒蓄电池相同。以隔膜
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把正负极板隔开组成极群，放入镀镍铁质圆筒中，加入电解液化成后，再把外壳和外盖以卷加封口方式密封成镉镍密封单体蓄电池。
另有压成式密封电池其极板用镍网包扎，在特别模具中加压成型，正负极板采用维尼龙纸与卡普伦面为为隔膜，垫栅作为接触片装入镀镍钢壳中，壳盖卷边封口密封成单体电池。
这些电池在使用前不必灌注电解液，并且任何方向放置不漏电解液。
3.2.2 蓄电池工作原理
镉镍蓄电池极板的活性物质在充电后，正极板为氢氧化镍Ni(OH)3，负极板为金属镉（Cd）；而放电终止时，正极板转化为氢氧化亚镍[Ni(OH)2]，负极板转化为氢氧化镉[Cd(OH)2]。电解液多选用氢氧化钾（KOH）溶液。蓄电池充电时电能变为化学能贮存起来，放电时将化学能变为电能而输出，两电极所发生的电化学反应是可逆的。在充放电过程中总的化学反应式如下：
从上述化学反应式可以看到，电解液只作为电流的传导体，其浓度不发生变化；因此对于镉镍蓄电池不能依据电解液的比重来判断电池充放电的程度，唯一可靠的办法就是根据电压的变化来判断充放电的程度。
3.2.3 镉镍蓄电池的使用
3.2.3.1新蓄电池安装前的检查与连接
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（1）蓄电池外壳应无裂纹、损伤、漏液等现象。
（2）电池的正负极性必须正确，壳内部件应齐全无损伤，有孔气塞通气性能应良好。
（3）连接条、螺栓及螺母应齐全，并无锈蚀。
（4）带电解液的蓄电池，其液面高度应在两液面线之间，防漏运输螺栓应无松动、脱落
（5）测量电池的干燥电压，开箱取出蓄电池，先不注入电解液，直接测量极柱间的电压。
（6）蓄电池排列上架：小心仔细地将未注入电解液的蓄电池按顺序入座放置架上，电池间距离由连接片的尺寸来定。蓄电池底部不需加垫任何东西，蓄电池排列好以后，用连接片严格按相邻电池正负极相接依次串联起来，连接片和螺母上涂上凡士林作为保护层。完成电池组内部接线后，再进行充电器和蓄电池间的连接，先接充电器柜一侧，再接蓄电池极柱侧。
3.2.3.2 电解液的配制和蓄电池注液
（1）电解液属性
蓄电池的电解液一般是氢氧化钾和氢氧化锂的水溶液，因此配制电解液时，容器应选用干净的塑料或钢制容器，不可使用铜、铝或镀锌容器。 （2）电解液配制的技术参数
根据随电池配备的电解质使用说明书，电解液的配制必须用蒸馏水或去离子水(脱盐水) 。如果使用普通水，即使是饮用水(因为含有杂质) ，电池经过长时
间的运行，电解液将会被污染，并会影响电池的使用寿命。
电解液对脱盐水的要求是: ①电导不大于10μS/cm ， ②水中含有杂质，折合成KMnO4的消耗量不超过0.03g/L。根据电解质的类型，电解液的技术参数见下表。
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（3）电解液的配制
①将适量的水注入大塑料桶中。
②把氢氧化锂(粉状) 加入水中，用木棒轻轻搅拌，使之混合，直到其完全溶解时为止。
③小心将氢氧化钾(颗粒状) 加入到溶液中，轻轻搅伴，直到溶解为止。 ④在配制电解液(物理变化) 的过程中，会产生大量的热量致使溶液的温度升高。为使电解液的技术参数达到要求，在用比重计测量电解液的比重前，应先将电解液冷却至室温(20～25℃) ，当达到室温时，测量其比重，并通过增加电解质或脱盐水调整电解液的比重，直到达到要求时为止。 （4）灌注电解液
在给蓄电池注入电解液前，应用万用表测量每个电池的干燥电压和总电压，并记录在表格里。
当电解液冷却静置一段时间，电解液中无悬浮颗粒时，便可以将电解液注入蓄电池中。打开所有蓄电池的出气孔，去掉运输时加的密封盖，用吸管、漏斗、塑料舀子等器具将电解液慢慢加入蓄电池中。注意，电解液面应达到最高和最低
水平标注线中间附近。最后，根据要求，在蓄电池电解液的表面注入大约5mm厚的蓄电池电解液专用油(Cell Oil) 。
蓄电池电解液注液完毕后，用干布将电池表面(包括极板) 擦干净。在充电之前，应先将注液后的蓄电池静置1～2h ，静置期间，应注意观察电解液的液面，
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如果液面低于最低液面线，则需要再注入电解液达到液面要求。
3.2.3.4 蓄电池充放电试验
（1）试验前的准备工作
①备齐充放电记录表格，掌握记录工作。
②检查蓄电池接线正确，电池上无任何杂物，电池的电解液液位合适，接线正确，接线柱、连接板、连接螺栓紧固。打开所有电池的排气孔。
③放电电阻的准备:利用旧的空汽油桶制作一个水电阻作为吸收电池放电电能的负载，利用桶壁作为水电阻的一极，另一极用一块8mm厚的铁板，铁板的宽度和高度视铁桶的大小和操作空间大小而定。铁板悬挂在铁桶上，用固定在铁桶上方支架上的倒链来调节铁板插入铁桶水中的深度，达到调节水电阻阻值的目的。
④充电器柜的各项试验都已经完成，各项数据均满足技术要求。 （2）充电试验
①充电前测量并记录蓄电池组的总电压及单电池的电压、电解液的比重和温度。
②电解液温度在35℃以后，即可对电池进行充电试验。 ③按照电池规定的充电电流进行，记录充电开始时间。
④经常监视充电电流指示，尤其是开始的10min左右。发现电流变化，应及时调整，维持充电电流恒定。
（2）充电试验
⑤充电过程中，每隔1h 对每个电池电压和电解液的比重、温度进行测量，应及时做好试验记录。随着充电，电池电压逐渐升高，充电电流要下降，应及时调整，维持电流恒定。
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