నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ అంటే ఏమిటి: వర్కింగ్ & ఇట్స్ అప్లికేషన్స్

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ DC వోల్టేజ్‌కు మూలం. దాని లక్షణాలు మరియు ప్రయోజనాల కారణంగా, ఇది స్వాధీనం చేసుకుంటోంది సీసం ఆమ్లం ఆధారిత బ్యాటరీలు మరియు ఇటీవలి కాలంలో ప్రజాదరణ పొందాయి. ఇది చిన్నది, కాంపాక్ట్, సులభంగా ఒక ప్రదేశం నుండి మరొక ప్రదేశానికి ప్రయాణిస్తుంది. ఈ బ్యాటరీ యొక్క సాధారణ ఉపయోగాలు బొమ్మలు, కాలిక్యులేటర్లు, చిన్నవి DC మోటార్లు , మొదలైనవి. సూత్రప్రాయంగా ఇది సీసం సంచిత ఆధారిత బ్యాటరీల మాదిరిగానే ఉంటుంది. ఒక లోహాన్ని కాడ్మియం మరియు సెపరేటర్ పొరలతో చుట్టారు మరియు రెడాక్స్లో ఉంచారు, తద్వారా రసాయన ప్రతిచర్య DC వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. బ్యాటరీలు చాలా కాలంగా ప్రాచుర్యం పొందాయి మరియు బ్యాటరీ యొక్క సామర్థ్యాన్ని పెంచే ప్రయత్నంలో మరింత ఎక్కువ రసాయన అంశాలు ఉపయోగించబడతాయి. ఇది నిర్మాణాన్ని కాంపాక్ట్ చేస్తుంది.

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ అంటే ఏమిటి?

ఇది ఉత్పత్తి చేసే పరికరం, చేరిన పదార్థాల మధ్య రసాయన ప్రతిచర్య ఆధారంగా DC వోల్టేజ్. నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీలో, రెడాక్స్ పదార్థం ఒక బేస్ గా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు దాని చుట్టూ, నికెల్ యొక్క పొర మరియు ఒక సెపరేటర్ ఉపయోగించబడతాయి. నికెల్-కాడ్మియం సెల్ వోల్టేజ్ సుమారు 1.2 వి. సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడినప్పుడు సాధారణంగా 3 నుండి 4 కణాలు కలిసి 3.6 నుండి 4.8 వి ఉత్పత్తిని పొందటానికి ప్యాక్ చేయబడతాయి

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ డిజైన్

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ సిద్ధాంతం

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ యొక్క ఆపరేటింగ్ సూత్రం ఇతర బ్యాటరీల మాదిరిగానే ఉంటుంది. సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి, నికెల్ మరియు కాడ్మియం ఉపయోగించబడతాయి. బ్యాటరీ DC వోల్టేజ్ యొక్క మూలం, అందువల్ల ఇది రెండు సంభావ్య బిందువులను కలిగి ఉండాలి, అనగా సానుకూల మరియు ప్రతికూల లేదా యానోడ్ మరియు కాథోడ్ అని కూడా పిలుస్తారు. నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీలో, మొదట, నిడెల్ ఆక్సైడ్ NiO2 యొక్క పొరను రెడాక్స్ చుట్టూ ఉంచారు.

నికెల్ ఆక్సైడ్ యొక్క ఈ పొర కాథోడ్ పొరగా పనిచేస్తుంది. నికెల్ ఆక్సైడ్ పొర పైన, KaOH యొక్క పొర ఉంచబడుతుంది, ఇది విభజనగా పనిచేస్తుంది. ఈ సెపరేటర్ పొరను నీటిలో నానబెట్టాలి లేదా తేమగా ఉండాలి. రసాయన ప్రతిచర్యకు అవసరమైన OH ప్రతికూల అయాన్లను అందించడం దీని ఉద్దేశ్యం. సెపరేటర్ పొర పైన, కాడ్మియం ఉంచబడుతుంది. కాడ్మియం పొర నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీకి యానోడ్ వలె పనిచేస్తుంది. ది నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది.

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ రేఖాచిత్రం

చూపిన విధంగా, రేఖాచిత్రంలో, నికెల్ సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ వలె పనిచేస్తుంది కలెక్టర్ మరియు కాడ్మియం పొర ప్రతికూల పొర కలెక్టర్‌గా పనిచేస్తుంది. రెండు పొరల మధ్య విభజన పొర KOH లేదా NaOH తో రూపొందించబడింది. OH అయాన్లను అందించడం దీని ఉద్దేశ్యం. ఇవి కాకుండా, ఇది భద్రతా వాల్వ్, సీలింగ్ ప్లేట్, ఇన్సులేషన్ రింగ్, ఇన్సులేషన్ రబ్బరు పట్టీ మరియు బాహ్య కేసును కూడా కలిగి ఉంటుంది.

ఇన్సులేటర్ రింగ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం రెండు పొరల మధ్య ఇన్సులేషన్ అందించడం. ఇన్సులేటర్ రబ్బరు పట్టీ అంటే ఇన్సులేషన్ రింగ్ సమీపంలో ఉంచబడిన ప్రదేశం. విభజన పొర ఈ రింగ్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంది. బాహ్య కేసు బ్యాటరీ యొక్క నష్టాలు మరియు మిస్‌హ్యాండ్లింగ్ వంటి బాహ్య కారకాల నుండి లోపలి పొరలకు రక్షణ కల్పించడం. పిండి లోపల జరిగే రసాయన ప్రతిచర్యల కారణంగా, బ్యాటరీతో పనిచేయడం ఎల్లప్పుడూ ప్రమాదకరమని గమనించాలి.

బ్యాటరీ కేసు ఎప్పుడూ తెరవబడదు, ఎందుకంటే అన్ని పొరలు బహిర్గతమవుతాయి మరియు ఇది వాడే వ్యక్తికి హాని కలిగించవచ్చు. అదేవిధంగా, ఉపయోగంలో లేనప్పుడు, పరికరం నుండి బ్యాటరీని తీసివేయమని సిఫార్సు చేయబడింది.

నికెల్ కాడ్మియం బ్యాటరీ సమీకరణాలు

రసాయన ప్రతిచర్యను సూచించే రసాయన సమీకరణాలను ఇలా ఇవ్వవచ్చు

మొదటి సమీకరణం కాథోడ్ లేయర్ నికెల్ మరియు సెపరేటర్ మధ్య ప్రతిచర్యను సూచిస్తుంది. ఇది నికెల్ ఆక్సైడ్ OH అయాన్ల ఉత్పత్తిని ఇస్తుంది. రసాయన ప్రతిచర్యకు అవసరమైన OH అయాన్లను అందించడం ముందు చెప్పినట్లుగా సెపరేటర్ పొర యొక్క అవసరం. H20 యొక్క సదుపాయం కోసం, ప్రారంభ ప్రతిచర్య కోసం సెపరేటర్ పొరను నీటితో ముంచినది. తరువాత H2O ఉపఉత్పత్తులలో ఒకటిగా పొందబడుతుంది.

యానోడ్ వైపు, కాడ్మియం పొరను OH అయాన్లతో కలుపుతారు, ఇవి వేరుచేసే పొర నుండి పొందబడతాయి. దీనివల్ల కాడ్మియం ఆక్సైడ్ మరియు ఎలక్ట్రాన్లు వస్తాయి. రెండు సమీకరణాలలోని ఎలక్ట్రాన్లు రద్దు అవుతాయని గమనించవచ్చు. అలాగే, OH అయాన్లు రద్దు చేయబడతాయి. రిమైండర్ సమీకరణం మూడవ సమీకరణం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది, ఇక్కడ నికెల్ కాడ్మియం మరియు నీటితో కలుపుతారు. దీనివల్ల నికెల్ ఆక్సైడ్ మరియు కాడ్మియం ఆక్సైడ్ వస్తుంది.

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రత పరిధి

నికెల్ బ్యాటరీ యొక్క ఉష్ణోగ్రత పరిధి ఛార్జింగ్ సమయంలో 0 నుండి 45-డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్ మరియు ఉత్సర్గ సమయంలో -20 నుండి 65 డిగ్రీల సెంటీగ్రేడ్. ఈ ఉష్ణోగ్రత పరిధికి మించి, బ్యాటరీ పనిచేయడంలో విఫలమవుతుంది మరియు పేలుడు సంభవించే అవకాశాలు కూడా ఉన్నాయి.

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ టాక్సిసిటీ

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ మానవ శరీరానికి చాలా విషపూరితమైనది. కాడ్మియం అనేది హెవీ మెటల్, ఇది మానవ శరీరానికి అనేక ప్రమాదాలను కలిగిస్తుంది. కాడ్మియం వ్యవస్థపై శారీరక ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మానవ శరీరంలో కాడ్మియం యొక్క సగటు ఉనికి లీటరుకు సుమారు 1 మైక్రోగ్రామ్. ఇది జీర్ణవ్యవస్థపై ప్రత్యక్ష ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. అదేవిధంగా, నికెల్ కూడా మానవ శ్వాసకోశ వ్యవస్థకు విషపూరితమైనది.

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ వోల్టేజ్

సాధారణంగా, నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ యొక్క ప్రతి వోల్టేజ్ సుమారు 1.2 V. ఉంటుంది. అవసరమైన వోల్టేజ్ పొందడానికి కణాల సంఖ్య సిరీస్ లేదా సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. వోల్టేజ్ కాకుండా, దాని నిర్దిష్ట శక్తి కిలోకు 50-60 Wh. ఇది నికెల్-ఇనుము మధ్యస్తంగా ఉంటుంది, కానీ నికెల్-జింక్ మరియు నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ బ్యాటరీల కంటే తక్కువ.

నిర్దిష్ట శక్తి కిలోకు 200 W. ఇది నికెల్-ఇనుము కంటే మధ్యస్తంగా ఉంటుంది కాని నికెల్-జింక్ మరియు నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ బ్యాటరీల కంటే తక్కువ. నికెల్-మెటల్ బ్యాటరీల కొరకు, ఇది 170-1000 చుట్టూ ఉంటుంది. నికెల్-ఐరన్ బ్యాటరీల కొరకు, ఇది సుమారు 100. శక్తి సామర్థ్యం 70-75%. ఇది నికెల్-ఇనుము కంటే మధ్యస్తంగా ఉంటుంది కాని నికెల్-జింక్ మరియు నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ బ్యాటరీల కంటే తక్కువ. నికెల్-మెటల్ బ్యాటరీల కొరకు, ఇది 70-80% ఉంటుంది. నికెల్-ఐరన్ బ్యాటరీల కొరకు, ఇది 60-70% వరకు ఉంటుంది.

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ నిర్మాణం

నిర్మాణాత్మక, నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ సీసం ఆమ్ల-ఆధారిత బ్యాటరీల మాదిరిగానే ఉంటుంది. ఇది మూడు ప్రాథమిక పొరలను కలిగి ఉంటుంది. మొదటిది నికెల్ పొర, తరువాత విభజన పొర మరియు కాడ్మియం పొర. నికెల్ సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ కలెక్టర్‌గా మరియు కాడ్మియం పొర ప్రతికూల పొర కలెక్టర్‌గా పనిచేస్తుంది.

రెండు పొరల మధ్య విభజన పొర KOH లేదా NaOH తో రూపొందించబడింది. OH అయాన్లను అందించడం దీని ఉద్దేశ్యం. ఇవి కాకుండా, ఇది భద్రతా వాల్వ్, సీలింగ్ ప్లేట్, ఇన్సులేషన్ రింగ్, ఇన్సులేషన్ రబ్బరు పట్టీ మరియు బాహ్య కేసును కూడా కలిగి ఉంటుంది. ఇన్సులేటర్ రింగ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం రెండు పొరల మధ్య ఇన్సులేషన్ అందించడం. ఇన్సులేటర్ రబ్బరు పట్టీ అంటే ఇన్సులేషన్ రింగ్ సమీపంలో ఉంచబడిన ప్రదేశం. విభజన పొర ఈ రింగ్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంది.

బాహ్య కేసు బ్యాటరీ యొక్క నష్టాలు మరియు మిస్‌హ్యాండ్లింగ్ వంటి బాహ్య కారకాల నుండి లోపలి పొరలకు రక్షణ కల్పించడం. పిండి లోపల జరిగే రసాయన ప్రతిచర్యల కారణంగా, బ్యాటరీతో పనిచేయడం ఎల్లప్పుడూ ప్రమాదకరమని గమనించాలి. విభజన పొరతో పాటు పొరలు అవసరమైన రసాయన ప్రతిచర్యను ఏర్పరుస్తాయి మరియు సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని ఏర్పరుస్తాయి.

నికెల్ కాడ్మియం బ్యాటరీ పని

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ యొక్క పని పొరల మధ్య జరుగుతున్న రసాయన ప్రతిచర్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. DC వోల్టేజ్ యొక్క మూలం అయిన బ్యాటరీ రెండు పోర్టులను కలిగి ఉంటుంది, అనగా యానోడ్ మరియు కాథోడ్. బ్యాటరీని తయారుచేసేటప్పుడు, మొదట కాడ్మియం పొరను రెడాక్స్ మీద ఉంచుతారు. కాడ్మియం పొర కాథోడ్ టెర్మినల్‌గా పనిచేస్తుంది. కాడ్మియం భారీ పదార్థాలలో ఒకటి మరియు మంచి వాహక లక్షణాలను కలిగి ఉంది. కాడ్మియం పొర పైన, సెపరేటర్ పొరలు ఉంచబడతాయి.

సెపరేటర్ పొర యొక్క ఉద్దేశ్యం అవసరమైన OH అయాన్లను అందించడం రసాయన ప్రతిచర్య . కాథోడ్ లేయర్ నికెల్ మరియు సెపరేటర్ మధ్య ప్రతిచర్యకు OH అయాన్లు అవసరం. ఇది నికెల్ ఆక్సైడ్ OH అయాన్ల ఉత్పత్తిని ఇస్తుంది. రసాయన ప్రతిచర్యకు అవసరమైన OH అయాన్లను అందించడం ముందు చెప్పినట్లుగా సెపరేటర్ పొర యొక్క అవసరం. H20 యొక్క సదుపాయం కోసం, ప్రారంభ ప్రతిచర్య కోసం సెపరేటర్ పొరను నీటితో ముంచినది.

తరువాత H2O ఉపఉత్పత్తులలో ఒకటిగా పొందబడుతుంది. యానోడ్ వైపు, కాడ్మియం పొరను OH అయాన్లతో కలుపుతారు, ఇవి వేరుచేసే పొర నుండి పొందబడతాయి. దీనివల్ల కాడ్మియం ఆక్సైడ్ మరియు ఎలక్ట్రాన్లు వస్తాయి. రెండు సమీకరణాలలోని ఎలక్ట్రాన్లు రద్దు అవుతాయని గమనించవచ్చు. అలాగే, OH అయాన్లు రద్దు చేయబడతాయి. రిమైండర్ సమీకరణం మూడవ సమీకరణం ద్వారా ఇవ్వబడుతుంది, ఇక్కడ నికెల్ కాడ్మియం మరియు నీటితో కలుపుతారు. దీనివల్ల నికెల్ ఆక్సైడ్ మరియు కాడ్మియం ఆక్సైడ్ వస్తుంది. రసాయన ప్రతిచర్య ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహం తరువాత రెండు టెర్మినల్స్ అంతటా సంభావ్య వ్యత్యాసాన్ని కలిగిస్తుంది.

నికెల్ కాడ్మియం బ్యాటరీ రకాలు

నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ వర్గీకరణ పరిమాణం మరియు అందుబాటులో ఉన్న వోల్టేజ్ ఆధారంగా మాత్రమే జరుగుతుంది. పరిమాణం ఆధారంగా ఇది AAA, AA, A, Cs, C, D, లేదా F పరిమాణంలో ఉండవచ్చు. ఈ పరిమాణాలన్నీ వేర్వేరు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ స్పెసిఫికేషన్లతో వస్తాయి. వాటిలో కొన్ని స్థూపాకార పైపు ఆకారంలో ఉంటాయి మరియు వాటిలో కొన్ని దీర్ఘచతురస్రాకార పెట్టె ఆకారంలో ఉన్న బాహ్య కేసులో ఉంటాయి.

ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

నికెల్ కాడ్మియం బ్యాటరీ యొక్క ప్రయోజనాలు

• అధిక ప్రస్తుత ఉత్పత్తిని అందిస్తుంది
• ఇది అధిక ఛార్జింగ్‌ను తట్టుకుంటుంది
• ఇది ఛార్జింగ్ యొక్క 500 చక్రాల వరకు తట్టుకుంటుంది

నికెల్ కాడ్మియం బ్యాటరీ యొక్క ప్రతికూలతలు

• కాడ్మియం పర్యావరణ అనుకూల పదార్థం కాదు
• ఇతర బ్యాటరీలతో పోలిస్తే ఉష్ణోగ్రత పట్ల తక్కువ సహనం.

నికెల్ కాడ్మియం బ్యాటరీ అనువర్తనాలు

ఇది బొమ్మలు, చిన్న DC మోటార్లు, కాలిక్యులేటర్లు, అభిమానులు, కంప్యూటర్లు వంటి వివిధ అనువర్తనాలను కలిగి ఉంది.

అందువల్ల మేము అనువర్తనాలు, పని మరియు వివరాలను చూశాము నికెల్-కాడ్మియం బ్యాటరీ . కాడ్మియం ప్రమాదకర ప్రభావాలను కలిగి ఉన్నందున నికెల్తో కలిపే ఇతర పదార్థాలు ఏమిటో చూడాలి.