Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Hogar » Batería de níquel-cadmio (NiCd)

Batería de níquel-cadmio (NiCd)

1899
  • Waldemar Jungner
Batería de níquel-cadmio que muestra sus propiedades electroquímicas y aplicaciones en electrónica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Invented by Waldemar Jungner in 1899, the NiCd battery uses nickel oxide hydroxide (NiO(OH)) as the positive electrode and metallic cadmium (Cd) as the negative electrode, with an alkaline electrolyte like potassium hydroxide (KOH). It is known for its long cycle life and good performance at low temperatures, but suffers from the efecto memoria y la toxicidad del cadmio.

La batería de níquel-cadmio supuso un importante avance con respecto a la lead-acid battery, offering a higher energy density and a much longer cycle life in a sealed, maintenance-free package. Waldemar Jungner’s invention provided a robust and reliable power source that became dominant in portable applications for much of the 20th century. The core chemical reaction during discharge is [latex]2 NiO(OH) + Cd + 2 H_2O rightarrow 2 Ni(OH)_2 + Cd(OH)_2[/latex].

The use of an alkaline electrolyte, typically potassium hydroxide, was a key difference from the acidic electrolyte of plomo-ácido cells. This chemistry allowed for a very flat discharge voltage curve, meaning the battery delivered a nearly constant voltage until it was almost fully depleted. However, its major drawbacks led to its decline. Cadmium is a heavy metal with significant environmental toxicity, making disposal and recycling a critical issue. Furthermore, NiCd batteries are prone to the ‘memory effect,’ where repeated partial discharge/charge cycles can cause a reduction in usable capacity. This necessitated periodic full discharge cycles to maintain performance. Despite being largely replaced by NiMH and Li-ion technologies in consumer goods, its durability ensures it remains in some niche industrial and aviation applications.

UNESCO Nomenclature: 2204
- Electroquímica

Tipo

Dispositivo físico

Ruptura

Sustancial

Uso

Nicho/Especialización

Precursores

  • Batería de plomo-ácido de Gaston Planté (1859)
  • desarrollo de alkaline electrolytes
  • Los trabajos de Thomas Edison sobre las pilas de níquel-hierro (1901), que compartían una química catódica similar.

Aplicaciones

  • primeras herramientas eléctricas inalámbricas
  • sistemas de iluminación de emergencia
  • modelos de aviones y barcos
  • dispositivos electrónicos portátiles antes de las baterías de iones de litio
  • baterías de aviación

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Baterías tipo NiCd sin cadmio que utilizan electrodos negativos alternativos
  • Métodos de reciclaje avanzados para recuperar de forma segura el cadmio y el níquel
  • nanostructured electrodes to mitigate memory effect
  • Electrolitos alcalinos de estado sólido para una mayor seguridad
  • Dispositivos híbridos de NiCd y supercondensadores para aplicaciones de ráfagas de alta potencia
  • Cargadores inteligentes con ciclos de reacondicionamiento para revertir el efecto memoria automáticamente
  • Procesos de biolixiviación para la recuperación ecológica de metales de baterías usadas
  • flexible NiCd batteries for wearable tecnología
  • Variantes de NiCd de alta temperatura para sensores geotérmicos o aeroespaciales
  • Células de NiCd miniaturizadas para dispositivos médicos implantables que requieren confiabilidad a largo plazo
Related to: NiCd, nickel-cadmium, Waldemar Jungner, efecto memoria, alkaline battery, cadmium, nickel oxide hydroxide, rechargeable, cycle life, portable electronics.

Contexto histórico

Batería de níquel-cadmio (NiCd)

1890
1895
1895
1899
1900
1900
1900
1890
1895
1895
1896
1900
1900
1900
1900

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

Las imágenes en tamaño completo y las descargas solo están disponibles, de forma totalmente gratuita, para los miembros registrados.

> Acceso <