鹼性蓄電池
電解液是鹼性溶液的蓄電池
鹼性蓄電池Alkaline Secondary battery 即電解液是鹼性溶液的一種蓄電池。
鹼性蓄電池具有體積小，機械強度高、工作電壓平穩、能大電流放電、使用壽命長和宜於攜帶等特點。
與同容量的鉛蓄電池相比，其體積小，壽命長，能大電流放電，但成本較高。
常見的有圓柱密封式GNY型和長方形燒結式GNG型兩種。GNY型鎘鎳蓄電池的容量較小，見表1，用於變電站跳合閘操作時常感容量不足。GNG型鎘鎳蓄電池容量較大，見表2，在變電站的直流操作系統中用得較多。
表1 圓柱密封鎘鎳蓄電池技術數據
| 型號 | (V) | (A·h) | 充電 | 5h放電率 | 外形尺寸(mm) | |||
電流 (mA) | 時間(h) | 電流 (mA) | 終止電壓 (V) | 外徑 | 高 | |||
| GNY0.15 | 1.25 | 0.15 | 15 | 14 | 30 | 1.0 | 12 | 30 |
| GNY0.25 | 0.25 | 25 | 14 | 50 | 14 | 30 | ||
| GNY0.5 | 0.5 | 50 | 14 | 100 | 14 | 50 | ||
| GNY1.0 | 1.0 | 200 | 7 | 200 | 20.5 | 50 | ||
| GNY1.5 | 1.5 | 300 | 7 | 300 | 26 | 50 | ||
| GNY3.0 | 3.0 | 600 | 7 | 600 | 34 | 61.5 | ||
| GNY3.5 | 3.5 | 350 | 14 | 700 | 34 | 61 | ||
| GNY5.0 | 5.0 | 1000 | 7 | 1000 | 34 | 91 | ||
| GNY6.0 | 6.0 | 600 | 14 | 1200 | 34 | 91 | ||
表2 燒結式鎘鎳蓄電池技術數據
| 型號 | 額定電壓 (V) | 額定容量 (A·h) | 4h充電率 | 4h放電率 | 1h放電率 | 放電終壓 (V) | |||
電流 (A) | 時間 (h) | 電流 (A) | 時間 (h) | 電流 (A) | 時間 (min) | ||||
| GNG5-(2) | 1.20 | 5 | 1.25 | 7 | 1.25 | ≥4 | 5 | ≥54 | 0.9 |
| GNG10-(2) | 10 | 2.5 | 7 | 2.5 | ≥4 | 10 | ≥54 | 0.9 | |
| GNG20-(3) | 20 | 5 | 6 | 5 | ≥4 | 20 | ≥54 | 0.9 | |
| GNG35-(2) | 1.2 | 35 | 9 | 6 | 9 | ≥4 | 35 | ≥54 | 0.9 |
| 型號 | 外形尺寸(mm) | ||||||||
| 長 | 寬 | 高 | |||||||
| GNG5-(2) | 55.4 | 24 | 123 | ||||||
| GNG10-(2) | 80 | 24 | 155 | ||||||
| GNG20-(3) | 81 | 32.5 | 242 | ||||||
| GNG35-(2) | 81 | 42 | 263 | ||||||
鹼性蓄電池是以KOH或NaOH為電解液的蓄電池，主要有鐵鎳、鎘鎳、鋅銀、鎘銀、鋅鎳蓄電池等。在鹼性蓄電池中，如用氫氧化鎳[Ni(OH)3]作正極板，用鐵(Fe)作負極板，叫做鐵鎳蓄電池；如用鎘(Cd)作負極板的叫做鎘鎳蓄電池。
鎘鎳蓄電池由塑料外殼、正負極板、隔膜、頂蓋、氣塞帽以及電解液等組成。與鉛酸蓄電池比較，鎘鎳蓄電池放電電壓平穩、體積小、壽命長、機械強度高，維護方便，佔地面積小，當前已逐漸在中小容量的變電站里推廣使用。
以鎘鎳蓄電池為例，鹼性蓄電池的工作原理是：
蓄電池極板的活性物質在充電后，正極板為氫氧化鎳〔Ni（OH）3〕，負極板為金屬鎘（Cd）；而放電終止時，正極板轉變為氫氧化亞鎳〔Ni(OH2)〕，負極板轉變為氫氧化鎘〔Cd(OH)2〕，電解液多選用氫氧化鉀（KOH）溶液。
①鉛酸蓄電池的充、放電方法列於表3，充電電流與充電量見表4。
表3 鉛酸蓄電池的充放電方法
| 項目 | 內容 |
| 初充電 | 新裝或大修后的蓄電池第一次充電叫做初充電，具體方法如下 1.注入電解液2～4h后，溫度低於35℃時才能充電。充電時，電解液溫度不允許超過40℃，如果 溫度達到35℃以上時，應將充電電流減半。如溫度繼續上升至40℃時，應停止充電，待液溫下降到35℃ 以下時再繼續進行充電。充電電流按表4中初充電的第一階段電流控制 2.當單體蓄電池的電壓上升到2.4V時，改用第二階段電流充電 3.當單體蓄電池的電壓上升到2.4V以上，充入電量達到表4的要求，且電壓、比重在3h內 穩定，電極上析出大量氣體，即使停電1h再充電仍能立刻析出大量氣體，則充電完成 |
| 正常充電 | 對已經放過電的蓄電池充電，按表4中正常充電的電流分兩階段充電，其要求和判斷與初充電 相同 |
| 均衡充電 | 鉛酸蓄電池在運行中往往因為長期充電不足、過放電或其他一些原因，使極板出現硫化現象，致使 充電時電壓和比重不易上升。為使蓄電池運行良好，須進行均衡充電 1.為使各個電池都能達到額定容量，防止產生“落後電池”，進行均衡充電，正常使用的蓄電池，每 月進行一次 2.經常充電不足或過量放電以及放電后未即時充電的蓄電池要進行均衡充電 3.均衡充電的方法是：用5～20h率放電后再正常充電，1h後用初充電第二階段的充電電流值充電， 到發生大量氣泡時放置1h。如此反覆充電，直至一充電即發生大量氣泡，且比重及電壓穩定為止 |
| 浮充電 | 1.將蓄電池組與電源線路並接到負載電路上，部分時間負荷由蓄電池供電，部分時間負荷由電源供 電，並對蓄電池浮充，這稱半浮充 2.正常情況下負荷由電源供電，同時電源對蓄電池浮充稱全浮充。如果電源一旦中斷蓄電池可立即 向負荷供電 3.全浮充補充的電流值近似為(C/1200C～C/800C)A，C為額定容量，電壓為2.1～2.2V |
| 快速充電 | 用比C/10大得多的電流，例如C/5～C/2進行充電，在短時間完成充電稱快速充電 |
| 放電率 | 適當的放電率可提高電極活性物質的利用率，增加放電容量，一般以20、10、5h率放出的額定容量 作為蓄電池的容量標誌。不希望過放電，以免引起電極板的彎曲，活性物質的脫落 |
| 電解液調整 | 往電解液中補充蒸餾水，使充電后的電解液比重在20℃時小於1.300。為防止硫酸鹽化形成鈍態膜， 阻礙電化學反應，顯著減小容量，用20h率以下的小電流進行長時間的充電予以解決 |
表4 鉛酸蓄電池的充電電流與充電量
充電方式 蓄電池類別 | 初充電 | 正常充電 | ||||
| 第一階段電流(A) | 第二階段電流(A) | 充電電量/額定電量 | 第一階段電流(A) | 第二階段電流(A) | 充電電量/額定電量 | |
固定鉛酸電 池、防酸式 | 0.08C10 | 0.04C10 | 5～7 | 0.1C10 | 0.05C10 | 1.2～1.4 |
②鐵鎳、鎘鎳蓄電池的充放電制如表5所示。
表5 鐵鎳、鎘鎳蓄電池的充放電制
| 充放電方法 | 電流(A) | 時間(h) | 終止電壓(V) |
| 1h率放電 | C | 1 | 0.5 |
| 2h率放電 | C/2 | 2 | 0.7 |
| 3h率放電 | C/3 | 3 | 0.8 |
| 5h率放電 | C/5 | 5 | 1.0 |
| 8h率放電 | C/8 | 8 | 1.1 |
| 10h率放電 | C/10 | 10 | 1.1 |
| 20h率放電 | C/20 | 20 | 1.15 |
| 正常充電 | C/4 | 7 | |
| 過充電 | C/4 | 9 | |
| 快速充電 | C/2 | 4 | |
| 浮充電 | 不定 | 不定 |
註：表中的C為蓄電池的額定容量(Ah)。