Bagaimana baterai Ni-Cad mencapai pengisian dan pemakaian?

Baterai nikel-kadmium adalah baterai yang dapat diisi ulang yang umum, yang banyak digunakan di berbagai perangkat untuk kinerja siklus yang baik dan umur layanan yang panjang.

1. Struktur dasar baterai nikel-kadmium
Baterai nikel-kadmium terutama terdiri dari bagian-bagian berikut.
Elektroda positif: nikel hidroksida (NIOOH), sebagai oksidan saat baterai diisi.
Elektroda negatif: kadmium (CD), sebagai zat pereduksi.
Elektrolit: Umumnya larutan kalium hidroksida (KOH), yang memainkan peran konduktif.
Struktur ini memungkinkan baterai untuk menjalani reaksi kimia selama proses pengisian dan pelepasan untuk mencapai konversi energi.

2. Proses pengisian
Proses pengisian biasanya dibagi menjadi beberapa tahap.
Tahap pengisian awal: Pada tahap ini, tegangan dan arus baterai rendah, dan arus yang disediakan oleh pengisi daya secara bertahap meningkat. Proses ini secara bertahap memulai reaksi kimia di dalam baterai untuk memastikan keamanan dan stabilitas baterai.
Tahap Pengisian Cepat: Pada tahap ini, tegangan baterai naik, kecepatan reaksi internal berakselerasi, dan arus mencapai titik tertinggi. Pada saat ini, pengisi daya memberikan arus pengisian maksimum ke baterai untuk pengisian cepat. Proses ini biasanya memakan waktu beberapa jam hingga lebih dari sepuluh jam, tergantung pada kapasitas baterai dan daya pengisi daya.
Tahap Pengisian Tegangan Konstan: Ketika baterai mendekati penuh, pengisi daya akan secara otomatis mengurangi arus output untuk mencegah pengisian daya yang berlebihan. Selama tahap ini, tegangan baterai dipertahankan pada nilai konstan untuk lebih memastikan keamanan.
Tahap Penyelesaian Pengisian: Pengisi daya memantau tegangan dan suhu baterai untuk menentukan apakah pengisian selesai. Setelah baterai mencapai ambang pengisian yang telah ditetapkan, pengisi daya akan secara otomatis berhenti mengisi daya untuk mencegah panas berlebih atau kerusakan.

3. Pengisian Pencegahan
Selama proses pengisian, ada beberapa tindakan pencegahan penting.
Hindari pengisian berlebih: Pengisian berlebih dapat menyebabkan suhu internal baterai terlalu tinggi, mempengaruhi masa pakai baterai dan bahkan menyebabkan bahaya keselamatan. Pengisi daya modern biasanya dilengkapi dengan perlindungan kelebihan biaya untuk secara otomatis memotong pengisian daya.
Pemantauan Suhu: Suhu tinggi akan mengurangi efisiensi pengisian baterai dan dapat menyebabkan kerusakan baterai. Oleh karena itu, sangat penting untuk mempertahankan suhu yang sesuai untuk lingkungan pengisian.
Pilih pengisi daya yang sesuai: Gunakan pengisi daya yang cocok dengan baterai dan memastikan bahwa arus output dan tegangan memenuhi persyaratan baterai untuk meningkatkan efisiensi pengisian dan melindungi baterai.

4. Efisiensi dan kinerja pengisian
Efisiensi pengisian baterai nikel-kadmium biasanya tinggi, mencapai 80%-90%. Namun, baterai dapat dipengaruhi oleh "efek memori" selama penggunaan, yaitu, jika tidak sepenuhnya habis sebelum pengisian daya, kapasitas baterai yang tersedia dapat berkurang. Oleh karena itu, siklus pelepasan dan pengisian penuh secara teratur adalah cara yang efektif untuk mempertahankan kinerja baterai.

Proses pengisian baterai nikel-kadmium adalah proses reaksi elektrokimia yang kompleks dan canggih yang melibatkan berbagai tahap dan perubahan kimia. Memahami prinsip dan proses pengisiannya akan membantu untuk menggunakan dan memelihara baterai nikel-kadmium dengan lebih baik dan memperpanjang masa pakai mereka. Dengan pengembangan sains dan teknologi, meskipun baterai nikel-kadmium secara bertahap digantikan oleh baterai baru, prinsip-prinsip pengisian mereka masih memberi kami pengalaman pembelajaran dan aplikasi yang berharga.