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Der Nickel-Cadmium-Akkumulator wurde 1899 vom Schweden Waldemar Jun (Eine elektrochemische Zelle ist ein Gerät, das entweder elektrische Energie aus chemischen Reaktionen erzeugen oder chemische Reaktionen durch die Einführung elektrischer Energie erleichtern kann) gner entwickelt. Der NiCd-Akku gehört zu den Alkalibatteriesystemen, an denen Thomas Alva Edison damals auch parallel arbeitete. Ein wesentlicher Unterschied zu dem bis dahin bekannten Bleiakkumulator besteht darin, dass der Elektrolyt während des Ladens und Entladens unverändert bleibt (Ein Elektrolyt ist eine Substanz, die bei Auflösung in einem polaren Lösungsmittel, wie z.B. Wasser , eine elektrisch leitende Lösung erzeugt) .
1910 begann die industrielle Produktion des NiCd-Akkumulators in Schweden . Diese ersten NiCd-Akkumulatoren hatten sogenannte Taschenelektroden, die bis heute üblich sind. Um 1930 wurden in Deutschland so genannte Sinterelektroden entwickelt. Das Prinzip der gasdichten Zellen wurde 1933 von Dassler veröffentlicht. Produktionsfertige gasdichte Zellen waren in den 1950er Jahren verfügbar. Bis in die 90er Jahre entwickelte sich der NiCd-Akku zur am häufigsten verwendeten wiederaufladbaren Batterie im Consumer-Bereich. In Zukunft werden Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH) und Lithium-Systeme an Bedeutung gewinnen, da sie eine höhere Energiedichte aufweisen und keine umweltschädlichen Schwermetalle wie Cadmium enthalten.
Eigen
schaften: NiCd-Akkus haben eine Nennspannung von 1,2 Volt, was 20% unter den 1,5 Volt von normalen Batterien liegt. Dies ist jedoch kein Problem, da die meisten Geräte für Niederspannungen von 0,91,0 Volt bei entladenen Batterien ausgelegt sind. Aufgrund des geringen Innenwiderstandes von NiCd-Akkumulatoren können sie hohe Ströme liefern. NiCd-Akkus werden (auch deshalb) hauptsächlich im Modellbau und bei schnurlosen Telefonen eingesetzt. Um den Memory-Effekt beim Aufladen zu vermeiden, müssen NiCd-Akkus mit einer Restspannung (Endladespannung) von 0,85 – 0,9V aufgeladen werden. Eine Besonderheit, die bei anderen Technologien selten zu finden ist, ist das ausgezeichnete Tieftemperaturverhalten von NiCd-Akkumulatoren . Selbst bei -40 °C hat eine Batterie mit Faserplattentechnologie bei Raumtemperatur noch Ã?ber 50% ihrer NennkapazitÃ?t. Struktur: Die Elektroden des NiCd-Akkumulators bestehen im geladenen Zustand aus Platten, die mit fein verteiltem Cadmium am Minuspol und Nickel(III)oxid (Cadmium ist ein chemisches Element mit Symbol Cd und Ordnungszahl 48) Hydroxid am Pluspol geladen sind. Als Elektrolyt wird 20%ige Kaliumhydroxidlösung verwendet. Diese Kombination liefert eine Spannung von 1,3 V. Bei Überladung des Speichers wird an der negativen Elektrode Wasserstoff und an der positiven Elektrode Säure erzeugt; der Speicher wird als Gast bezeichnet. In geschlossenen, d.h. gasdichten Zellen muss dies wegen der Explosionsgefahr um jeden Preis verhindert werden, weshalb die negative Cadmium-Elektrode überdimensioniert ist und als negative Entladungsreserve dient. Die positive Nickelelektrode enthält etwas Cadmiumhydroxid als antipolare Masse. Eine Überladung mit niedrigeren Laderaten (ca. 0,1 C) führt zu einem Gleichgewicht zwischen Freisetzung und Verbrauch von Sauerstoff und verhindert die Entwicklung von Wasserstoff. In gasdichten Faserstruktur-NiCd-Zellen wird die entstehende Säure an einer katalytisch wirksamen Oberfläche der Faserstruktur-Rekombinationselektrode so schnell rekombiniert, dass im Betrieb selbst ein leichter Unterdruck entsteht. Probleme: NiCd-Akkus enthalten das giftige Schwermetall Cadmium und müssen daher über spezielle Sammelsysteme separat entsorgt werden. Eine Überladung von NiCd-Akkus kann diese beschädigen: Diese (Die Nickel-Cadmium-Batterie ist eine Art wiederaufladbare Batterie mit Nickeloxidhydroxid und metallischem Cadmium als Elektroden) ces leicht entzündlicher Wasserstoff. Die falsche Polarität einer Zelle in einem Akkupack tritt bereits bei Tiefentladung auf. Die Zellen sind in Reihe geschaltet. Wenn die schwächste Zelle entladen wird, befindet sich der Pluspol an seiner negativen Elektrode (Eine Elektrode ist ein elektrischer Leiter, der dazu dient, mit einem nichtmetallischen Teil einer Schaltung Kontakt aufzunehmen (z.B.) und der Minuspol der benachbarten Zellen an seiner positiven Elektrode. Memory-Effekt: Der Begriff Memory-Effekt bezieht sich auf den Kapazitätsverlust, der bei sehr häufiger Teilentladung einer Nickel-Cadmium-Batterie mit gesinterten Elektroden auftritt. Die Batterie scheint sich an den Energiebedarf zu erinnern und liefert im Laufe der Zeit anstelle des ursprünglichen nur die Energiemenge, die für die vorherigen Entladevorgänge benötigt wird. Elektrisch manifestiert sich der Effekt in einem frühen Spannungsabfall. Dies bedeutet letztlich eine Verringerung der nutzbaren Kapazität des Akkus, da die Verbraucher eine Mindestspannung benötigen, wenn die Zellenspannung unter diese Mindestanforderung fällt, wird die Zelle unbrauchbar, obwohl sie noch Strom liefern kann.