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Batteria al nichel-cadmio (NiCd)

1899
  • Waldemar Jungner
Batteria al nichel-cadmio che illustra le proprietà elettrochimiche e le applicazioni in elettronica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Inventata da Waldemar Jungner nel 1899, la batteria NiCd utilizza idrossido di nichel (NiO(OH)) come elettrodo positivo e cadmio metallico (Cd) come elettrodo negativo, con un elettrolita alcalino come l'idrossido di potassio (KOH). È nota per la sua lunga durata del ciclo e le buone prestazioni a basse temperature, ma soffre di effetto memoria e la tossicità del cadmio.

The nickel-cadmium battery was a significant step forward from the 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 lead-acid 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
- Elettrochimica

Tipo

Dispositivo fisico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Nicchia/Specializzato

Precursori

  • Batteria al piombo-acido di Gaston Planté (1859)
  • sviluppo di elettroliti alcalini
  • Il lavoro di Thomas Edison sulle batterie nichel-ferro (1901), che condividevano una chimica del catodo simile

Applicazioni

  • primi utensili elettrici senza fili
  • sistemi di illuminazione di emergenza
  • modelli di aerei e barche
  • dispositivi elettronici portatili prima degli ioni di litio
  • batterie per aviazione

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Argomenti correlati: NiCd, nichel-cadmio, Waldemar Jungner, effetto memoria, batteria alcalina, cadmio, idrossido di nichel, ricaricabile, durata del ciclo di vita, elettronica portatile.

Contesto storico

Batteria al nichel-cadmio (NiCd)

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

Invenzioni, innovazioni e principi tecnici correlati

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