商用镍镉(Ni-Cd)电池直到20世纪60年代才在日本和美国由三洋普及。从那时起，镍镉电池在可充电的家用电子产品、玩具和电动工具中变得非常流行。

最近，镍氢电池(NiMH)已经在很大程度上蚕食了它们的市场份额。

在这篇文章中，我们将介绍镍镉电池的独特特性，讨论它们的最佳应用，将它们与更流行的镍氢电池进行比较，并讨论为什么有比镍镉电池更好的家庭太阳能存储选择。

镍镉电池的特点

镍镉电池(Ni-Cd或“nicad”)早在1899年就被瑞典人Waldemar Jungner发明了。当时，多孔电极中含有镍，镍被加工成口袋，以便镍镉混合物在其中导电。

经过几十年的研究和实验，聪明人发现电池的表面积越大，电流越强。

因此，现在的镍镉电池内部就像一个“果冻卷”，多孔的阳极和阴极板夹在隔板中间，卷成美味的电荷，最大功率输出。

在镍镉电池的两端是一个电极，电流在这个点进入和离开。镍镉电池在正极使用一种叫做氢氧化镍的活性物质，在负极使用金属镉。里面是液体碱性电解质溶液，通常是氢氧化钾。

镉是一种剧毒元素，必须妥善处理．在美国，你可以把它们带到专门的电池回收中心。虽然现代的镍镉电池在电池本身含有镉，而且不会泄漏，但欧盟在2008年禁止了便携式镍镉电池型号。

镍镉充电电池与传统碱性电池有何不同

镍镉电池的尺寸与碱性类型AAA到sub C和D相同，也有多电池组合包，其中包括相当于一个9伏电池。

他们可以泵出类似的安培和毫安时(mah)的能力，其他碱性电池。多年来，他们已经在家庭便携式电话，车辆玩具，手电筒，电动工具和摄影设备中使用相当多。

镍镉电池与典型的碱性电池类型有几个重要的区别，包括:

• 他们正在充电
• 恒流
• 快速充放电
• 能在极端温度下表现良好吗
• 长寿

他们正在充电

也许最明显的是，镍镉电池可以充电，而大多数其他碱性电池用完后需要扔掉。

如果要充电，只需将它们放入电池充电器中充电一次，就可以使用了。然而，如果你过度充电，它们可能会被损坏，所以建议它们在电量达到100%后从电池充电器中取出。

恒流

大多数碱性电池的电池电压约为2V，而镍镉电池的输出电压为1.2V。

虽然这听起来像是一件坏事，但镍镉电池在满电状态下能够产生1.2伏的电压，直到电池完全耗尽。当其他电池在充电过程中输出越来越少时，镍镉电池可以在每个循环寿命中提供恒定电压。

你可能有过使用像电钻这样的电动工具的经验，它真的会把任何有机会在充电后与之相互作用的物体的光线都拧掉。然后，在10到12次应用后，功率的差异变得明显起来，在此之后，钻头会发出令人沮丧的缓慢呼呼声，然后打磨到停止。

ni - cd允许电动工具用4号螺丝和60号螺丝一样用力曲柄，直到它的电荷结束。

镍镉电池可以提供如此高的功率输出，因为它们有非常低的内阻。就像管子里的黏液会限制水从水龙头流出的量一样，镍镉电池比其他类型的电池用更少的材料来阻碍从水箱流出的电流。

电池制造商通过在Ni-Cd电池组中增加额外的单电池来弥补1.2到2的电压差。这可以使电压与传统电池相同，但允许电池在整个充电过程中仍然输出恒定的高电流。

快速充放电

低内阻设计还允许镍镉电池快速放电，以及充电非常快。

能在极端温度下表现良好吗

因为电阻低，镍镉电池也不容易过热。这使得它们可以在许多温度范围宽的崎岖环境中可靠地使用。

长寿

镍镉电池可以使用几十年。只要它们不因过度充电而被破坏，你就可以期待它们能持续工作数年。过多的充电会破坏电池的通风口，导致电池变干。

通过避免镍镉电池中的“记忆效应”来最大化充电

为了保持镍镉电池的良好状态，建议将它们储存在阴凉、干燥的地方，处于放电状态。一两年后，让它们经过几个充放电循环来修复它们是一个好主意。充电前完全放电之所以有用，是因为它可以抵消一种神秘的现象，叫做“记忆效应”。这种记忆效应是镍镉电池独有的。

当你在使用一小段时间后定期给镍镉电池充电时，电池似乎会“记住”，在特定电量耗尽后，它会获得更多的电能。最终的结果是，当你试图使用超出正常充电水平的更多容量时，它会变得懒惰并停止工作。这几乎就像一个任性的孩子在完成作业前要求更多的糖果。

因此，为了消除这种恼人的电池心理，建议在储存前定期耗尽镍镉电池的电量，并在使用前充分充电．

让废弃的镍镉电池起死回生

如果记忆效应还不足以吓到你，你对寄居在镍镉电池里的亡灵有什么感觉?

即使镍镉电池在你的地下室里放了很多年之后，看起来已经不能使用了，也没有充电，但通过做一些事情，它们还是可以恢复活力的“深循环”．

它们最初会以僵尸的身份返回，但容量会减少，但当你完成更多完整的充电和放电时，它们会重新开始工作。深度循环过程需要一个较大的电池通过一些电线提供震动。

看看下面的视频，一个狡猾的人用一个火花和电池循环重新点燃了一个几十年的无绳钻镍镉电池组。

镍镉电池的最佳应用

通常，镍镉电池用于大容量和高放电率的要求，使他们非常适合使用在RC汽车，摄影设备，和家庭电动工具，需要大量的电力快速。

最近，镍氢电池(NiMH)的充电速度和容量不相上下。这就是为什么你现在看到更多的电动工具电池，甚至遥控器。我们将在下一节中更详细地讨论它们。

镍镉电池的最佳小规模用途

太阳能路径灯由太阳和镍镉电池供电。图片来源:检查客

太阳能灯:如果你有太阳能圣诞灯，或花园小径灯，镍镉电池是一个极好的使用情况。这是因为它们在白天直接接受阳光照射，下午晚些时候闲置后，充电时间明显比镍氢电池长。这一特性被电池迷们称为低“自放电率”。

此外，它们不会在整个晚上给你的灯带来更少的电压——它们仍然会发出相同数量的电能，直到第二天太阳升起。而且由于它们比其他类型的电池续航时间更长，你可以指望多年的稳定性能。

太阳能照明制造商坚持使用镍镉充电电池，因为这对他们的产品是最好的。事实上，通常嵌入每个灯的充电器只会给镍镉电池充电。

镍镉电池的工业用途

波音和空客飞机上发现的镍镉航空电子设备电池。图片来源:Aerocontact

重要的备用电源:由于工业镍镉电池在各种条件和温度下都能发出可靠的100%电源，使用时间长，并可通过翻新重新点燃，因此仍广泛用于飞机航空电子系统、核电站和公共交通设备(照明、暖通空调、刹车、对讲机和信号)的紧急备用电源。

镍镉电池和镍氢电池

镍镉电池有很多优点。与大多数其他类型的电池相比，这些电池:

• 持续时间更长
• 保持他们的总电荷而坐的空闲时间更长
• 在充电的生命中输出全功率
• 能否承受高温波动

为什么镍镉电池不是理想的家庭储能

因为镍镉电池续航时间长，充电速度快，你可能会想，把一个大的镍镉工业电池与家庭太阳能系统配对是否可行。如果不是因为使用镉的环境成本和电池的整体成本，这可能是一个实际的想法。

事实上，家用太阳能电池制造商在这方面投入了大量资金铅酸电池，最近在这方面增加了很多锂离子技术代替。因此，这些成本国内太阳能电池在过去十年中大幅下降。话虽如此，我们还是建议你考虑在家用太阳能系统中使用锂离子电池。

虽然它们的使用寿命略短，但它们更实惠，更环保，更容易维护，当它们与家庭太阳能系统和智能充电器连接时也更直接。