Никел-кадмиев акумулатор
Никел-кадмиевият акумулатор (Ni-Cd или NiCd) е вторичен химичен източник на ток, в който катодът е от никелов хидроксид (Ni(OH)2) с графитен прах (около 5 – 8 %), електролитът е калиев хидроксид (KOH) с плътност 1,19 – 1,21 с добавка на литиев хидроксид LiOH (за образуване на литиеви никелати и за увеличаване на капацитета с 21 – 25 %), анодът е кадмиев хидроксид (Cd(OH)2) или метален кадмий (Cd) (във вид на прах).
ЕДС на никел-кадмиевия акумулатор е около 1,37 V, специфичната енергия – от порядъка на 45 – 65 W·h/kg. В зависимост от конструкцията, режима на работа (продължителни или къси разреждания) и чистота на използваните материали, срокът на експлоатация възлиза на 100 до 900 цикъла заряд-разряд. Съвременните (ламелни) промишлени никел-кадмиеви батареи могат да служат до 20 – 25 години. Никел-кадмиевите акумулатори (NiCd), наред с никел-натриевохлоридните акумулатори, могат да се съхраняват разредени, за разлика от никел-металохидридните (NiMH) и литий-йонните акумулатори (Li-ion), които трябва да се съхраняват заредени.
Херметизираните Ni-Cd клетки доскоро са широко използвани в преносими електрически инструменти, фотографско оборудване, фенерчета, аварийно осветление, радиоуправляеми хоби модели и преносими електронни устройства. Напоследък обаче превъзходният капацитет на никел-металохидридните батерии и по-ниската им цена до голяма степен изместват използването на Ni-Cd. Освен това въздействието върху околната среда вследствие изхвърлянето на токсичния метален кадмий допринася значително за намаляването на употребата им. В Европейския съюз никел-кадмиевите акумулатори вече могат да се доставят само за замяна или за определени типове ново оборудване, например, медицински устройства.[1] Никел-кадмиеви акумулатори за преносими електроинструменти са забранени в ЕС от 2016 г.[2]
История на изобретяването редактиране
През 1899 г. шведът Валдмар Юнгнер (Waldmar Jungner) създава никел-кадмиев акумулатор, в който като положителен електрод се използва никел, а като отрицателен – кадмий. Две години по-късно Томас Едисън предлага алтернативна конструкция, заменяйки кадмия с желязо. Вследствие високата (в сравнение със сухите или оловно-киселинните акумулатори) стойност, практическото използване на никел-кадмиевите и никел-железните акумулатори тогава е ограничено.
След изобретяването през 1932 г. от Шлехт (Shlecht) и Акерман (Ackermann) на пресован анод са направени много усъвършенствания, което позволява по-голям ток на натоварване и повишена дълготрайност. Добре известният днес херметичен никел-кадмиев акумулатор става достъпен едва след като Нюман (Neumann) изобретява напълно херметичен елемент през 1947 г.
Забрана на територията на ЕС редактиране
През 2006 г. Съветът на министрите на ЕС приема т.нар. „батерийна директива“ (2006/66/EC) за намаляване на техническата употреба на кадмий. В зависимост от одобрението на парламента на ЕС се предвижда държавите членки да забранят пускането на пазара на никел-кадмиеви батерии чрез национални закони в рамките на две години. По искане на някои държави-членки, включително на Германия, акумулаторните електрически инструменти първоначално са освободени от забраната, тъй като „няма гаранция, че в момента има еквивалентни заместители на батерии за електрически инструменти“. Това освобождаване следва да бъде преразгледано четири години след влизането в сила на директивата, с възможно удължаване на забраната за кадмий. Вижте също RoHS.
Понастоящем в рамките на Европейския съюз батериите Ni-Cd вече могат да се доставят само за подмяна или за някои видове ново оборудване, като например медицински изделия.[3]
Употребата в ЕС на никел-кадмиеви батерии за акумулаторни електрически инструменти е забранена окончателно от 2016 г.[4]
Източници редактиране
- ↑ Batteries - Environment - European Commission // Посетен на 18 October 2014.
- ↑ MEPs Ban Cadmium from Power Tool Batteries and Mercury from Button Cells // European Parliament, 10 October 2013.
- ↑ Batteries – Environment – European Commission // Посетен на 8 февруари 2022.
- ↑ MEPs Ban Cadmium from Power Tool Batteries and Mercury from Button Cells // European Parliament, 10 October 2013.