Comment la batterie Ni-Cad effectue-t-elle la charge et la décharge ?

Batterie nickel-cadmium est une batterie rechargeable courante, largement utilisée dans divers appareils pour ses bonnes performances de cycle et sa longue durée de vie.

1. Structure de base de la batterie nickel-cadmium
La batterie nickel-cadmium est principalement composée des éléments suivants.
Électrode positive : hydroxyde de nickel (NiOOH), comme oxydant lorsque la batterie est chargée.
Électrode négative : cadmium (Cd), comme agent réducteur.
Électrolyte : généralement solution d'hydroxyde de potassium (KOH), qui joue un rôle conducteur.
Cette structure permet à la batterie de subir des réactions chimiques pendant le processus de charge et de décharge pour réaliser une conversion d'énergie.

2. Processus de chargement
Le processus de chargement est généralement divisé en plusieurs étapes.
Étape de charge initiale : Dans cette étape, la tension et le courant de la batterie sont faibles et le courant fourni par le chargeur augmente progressivement. Ce processus consiste à démarrer progressivement la réaction chimique à l’intérieur de la batterie pour assurer la sécurité et la stabilité de la batterie.
Étape de charge rapide : Au cours de cette étape, la tension de la batterie augmente, la vitesse de réaction interne s'accélère et le courant atteint son point le plus élevé. À ce moment, le chargeur fournit le courant de charge maximum à la batterie pour une charge rapide. Ce processus prend généralement de quelques heures à plus de dix heures, selon la capacité de la batterie et la puissance du chargeur.
Étape de charge à tension constante : lorsque la batterie est presque pleine, le chargeur réduit automatiquement le courant de sortie pour éviter la surcharge. Pendant cette étape, la tension de la batterie est maintenue à une valeur constante pour garantir davantage la sécurité.
Étape de fin de charge : le chargeur surveille la tension et la température de la batterie pour déterminer si la charge est terminée. Une fois que la batterie atteint le seuil de charge prédéfini, le chargeur arrêtera automatiquement la charge pour éviter une surchauffe ou des dommages.

3. Précautions de chargement
Pendant le processus de chargement, plusieurs précautions importantes doivent être prises.
Évitez la surcharge : une surcharge peut entraîner une température interne trop élevée de la batterie, affectant sa durée de vie et même entraînant des risques pour la sécurité. Les chargeurs modernes sont généralement équipés d’une protection contre les surcharges pour interrompre automatiquement la charge.
Surveillance de la température : une température élevée réduira l’efficacité de charge de la batterie et peut endommager la batterie. Il est donc très important de maintenir une température adaptée à l’environnement de chargement.
Choisissez un chargeur approprié : utilisez un chargeur adapté à la batterie et assurez-vous que le courant et la tension de sortie répondent aux exigences de la batterie pour améliorer l'efficacité de la charge et protéger la batterie.

4. Efficacité et performances de charge
L'efficacité de charge des batteries nickel-cadmium est généralement élevée, atteignant 80 à 90 %. Cependant, la batterie peut être affectée par « l'effet mémoire » pendant l'utilisation, c'est-à-dire que si elle n'est pas complètement déchargée avant la charge, la capacité disponible de la batterie peut diminuer. Par conséquent, des cycles réguliers de décharge complète et de charge constituent un moyen efficace de maintenir les performances de la batterie.

Le processus de charge des batteries nickel-cadmium est un processus de réaction électrochimique complexe et sophistiqué impliquant plusieurs étapes et modifications chimiques. Comprendre son principe et son processus de charge aidera à mieux utiliser et entretenir les batteries nickel-cadmium et à prolonger leur durée de vie. Avec le développement de la science et de la technologie, bien que les batteries nickel-cadmium soient progressivement remplacées par de nouvelles batteries, leurs principes de charge nous offrent toujours une précieuse expérience d'apprentissage et d'application.