我们在之前的文章中详细描述了镍氢电池。除了镍金属氢化物电池，一些镍金属基电池也常见于电气设备中，如镍镉电池、镍锌电池和镍氧电池。本文将对镍镉电池进行详细的解释，介绍镍镉电池的原理、优缺点、充电和维护方法。
镍镉电池的应用场景
镍镉电池通常用作移动电源，如消费电子产品和小型移动电源。此外，它还广泛用于通信、备用不间断电源以及火车和有轨电车的固定电源。约40%的镍镉电池用于为照明、空调或列车中的其他电气部件供电。镍镉电池具有低能量密度和显著的记忆效应。镍镉电池与锂离子电池在记忆效应方面差别比较大。
记忆效应通常是指电池长期处于特定的充放电幅度和模式下。即使电池在未来广泛充放电，它也只能释放之前特定充放电幅度的能量（小于变化的充放电幅度），这似乎“记住”了之前的能量。出于这些原因，镍镉电池非常适合消费电子产品和铁路行业等相对稳定的应用，但很少用于汽车电气化。
镍镉电池原理
镍镉可充电电池是第一种用于手机、笔记本电脑和其他设备的电池。它具有良好的大电流放电特性，抗充放电能力强，易于维护。镍镉电池的一般放电化学方程式如下：
Cd 2NiO（OH） 2H2O=2Ni（OH）2 Cd（OH）2
充电时的反应相反。
镍镉电池正极活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成。石墨不参与化学反应，其主要功能是增强导电性。阳极活性物质由氧化镉粉末和氧化铁粉末组成。氧化铁粉末的作用是使氧化镉粉末具有高扩散能力，防止结块，并增加板材的容量。活性物质包裹在穿孔的钢带中，在压力成型后，钢带成为电池的阴极和阳极。这些板由耐碱硬橡胶绝缘棒或穿孔PVC波纹板隔开。电解质通常是氢氧化钾溶液。
镍镉电池的优点
1、镍镉电池的循环寿命约为300~700次，可长期使用；
2、与其他电池相比，它更便宜、更经济；
3、由金属容器制成，非常坚固；
4、镍镉电池可在较宽的温度范围内放电，温度范围在-20℃~60℃之间；
5、由于镍镉电池内阻小，可用于大电流放电，放电时电压变化很小；
6、完全密封，无需维护；
7、镍镉电池在过充电或过放电的情况下，性能不会受到很大影响，具有很强的抗过充电和过放电能力。
镍镉电池的缺点
镍镉电池最致命的缺点是，如果在充电和放电过程中处理不当，会产生严重的“记忆效应”，这将大大缩短其使用寿命。正如我们在本文前面所述，简而言之，所谓的“记忆效应”发生在充电前电池电量未完全放电的情况下，这将导致电池容量随时间的推移而减少。
在电池充电和放电过程中（放电更明显），它会在电池板上产生一些小气泡，长时间积累的气泡会减少电池板的表面积，也会间接影响电池的容量。如果镍镉电池没有完全放电，然后再充电，它将无法在下一次完全放电，例如在放电80%的电荷后完全充电时，这被称为记忆效应。当然，我们可以通过掌握适当的充电和放电方法来减少“记忆效应”。
另一个缺点是，在充电和放电过程中，阴极生长出针状的镉晶体，有时会穿透隔板，导致内部树枝状晶体短路。此外，镉是有毒的，因为镍镉电池含有镉，使用后必须回收。因此，镍镉电池不利于生态环境的保护。
镍镉电池的使用与维护方法
提高电池性能和延长电池寿命的关键是避免记忆效应。因此，在使用镍镉电池的过程中，应注意：
1、正常使用后，充电前必须放电至完全断电，以保证使用寿命。
2. 在大约10次充电和放电循环后，可以进行完全放电和过充电，以防止记忆效应。过度充电的方法是将充电时间比正常充电时间延长约两倍，以减少记忆效应。
3、电池的充放电应尽可能按照维护方法进行操作，不要过度充电、过度放电或经常充电不足。在充电过程中尽量不要中断，等到一次性充电完成后再断开电源。当电池长时间使用后，应首先充满电。
请勿：电池使用过程中的不完全放电、长期小电流深放电或短路是导致电池容量减少和寿命缩短的重要因素。长期以来，操作不当不仅会影响使用，还会不可避免地影响电池的容量和寿命。
其他镍金属基电池
其他镍金属基电池，如镍锌电池和镍氧电池，也有成熟的应用。镍锌电池用于电动工具、草坪和花园机器、轻型电动汽车、消费电子产品和一些混合动力电动汽车。与其他镍金属电池相比，镍锌电池的自放电率和成本相对较低，更重要的是，镍锌蓄电池比镍罐和镍金属氢化物电池对环境的污染更小。
镍金属氢化物气体电池（NiH2）广泛应用于航空航天领域，其中近地轨道和地球同步卫星是典型的代表。尽管nimH电池成本高，能量密度相对较低，但其周期和日历寿命长。近地轨道卫星通常需要3500个周期和6年的日历寿命。地球静止卫星的周期寿命较低，约为2000个周期，但日历寿命高达20年。镍金属氢化物电池在这一特殊领域具有不可替代的优势。
尽管已经开发和应用了其他类似的镍金属电池，但它们的优势并不优于市场上现有的镍镉、镍氢、镍锌和镍氢电池。
