一、镉镍袋式碱性蓄电池的基本概述

镉镍袋式碱性蓄电池作为一种常见的化学电源，在众多领域发挥着关键作用。其基本结构包含正、负极板、隔膜、电解液以及电池壳等主要部件，另外还配有端子、连接条等零件。正负极板的活性物质被包裹在穿孔镀镍（负极未镀镍）钢带制成的袋子里，这一独特的 “袋式” 设计，成为此类电池的显著特征。外壳一般采用塑料或镀镍钢材质，隔板通常是塑料栅或镀镍栅，而电解液则是以氢氧化钾为主体的水溶液，在 20°C 时比重为 1.20 。

二、高、中、低倍率的区分标准

镉镍蓄电池依据放电倍率可划分为超高倍率、高倍率、中倍率和低倍率几种类型。这里所提及的放电倍率，是以镉镍蓄电池的额定容量值为基准，即在保证一定放电电压的前提下，能放出几倍额定容量值的电流。例如，对于 100Ah 的镉镍蓄电池，若以 3 倍额定容量值的倍率放电，放电电流即为 3×100 = 300A 。一般而言，放电倍率高于 7 倍额定容量值的属于超高倍率；处于 3.5 - 7 倍之间的为高倍率；在 0.5 - 3.5 倍之间的是中倍率；低于 0.5 倍的则为低倍率。在我国，中、低倍率的镉镍蓄电池大多采用袋式结构，因其具备价格优势而得到广泛应用。

三、不同倍率电池的特点

（一）高倍率镉镍袋式碱性蓄电池

高倍率的镉镍袋式碱性蓄电池通常采用半烧结式，即正极板为烧结式，负极板是拉浆式或压成式。相较于同容量的全烧结式电池，其价格低 5% - 20%，这使得它在对大电流放电性能要求较高的场景中应用广泛。该类电池能够快速释放大量电能，满足设备瞬间高功率的需求，例如在一些需要短时间内提供强大动力的电动工具、应急启动电源等设备中表现出色。其大电流放电性能良好，能在短时间内输出较大电流，比功率较大，机械强度也较高，可适应较为严苛的使用环境 。

（二）中倍率镉镍袋式碱性蓄电池

中倍率镉镍袋式碱性蓄电池具有众多优势。其结构牢固紧凑，维护需求少，维护成本低。具备出色的耐过充过放性能，循环寿命长，可达 10 - 20 年之久。荷电保持能力强，在低温环境下表现优异，即便在－40℃的低温下也能够进行放电。同时，它还耐电力机械滥用，综合成本较低。基于这些特性，该系列电池可满足内燃机车起动、电力机车升降弓以及铁路车辆照明、通讯、信号等需求。在大型计算机、微波站、电站、电厂应急电源以及储存器电源等领域也有广泛应用 。例如在铁路系统中，内燃机车的启动需要较大的瞬间电流，中倍率镉镍袋式碱性蓄电池能够稳定地提供这一电流，确保机车顺利启动；在微波站，作为备用电源，它能够在市电中断时，及时为设备供电，保障通讯的正常进行 。

（三）低倍率镉镍袋式碱性蓄电池

低倍率镉镍袋式碱性蓄电池以其成本低、耐高低温、维护周期长、耐机械滥用等优点，在诸多领域占据一席之地。它能够在较为宽泛的温度范围，即－40℃至＋55℃内正常工作。在铁路机车、计算机房、微波通迅、电厂应急电源以及野外无人值守电源等领域应用普遍。在铁路机车中，它可为机车的一些辅助设备持续稳定地供电；在野外无人值守的通讯基站中，作为备用电源，能够在长时间内为设备提供电力支持，减少人工维护的频次，降低维护成本 。

四、工作原理

镉镍袋式碱性蓄电池的工作原理基于特定的电化学反应。其基本电化学原理与其他各类镉镍电池一致，充放电反应如下：
放电时：$2NiOOH+2H_{2}O+Cd\rightleftharpoons 2Ni(OH{)}_2+Cd(OH{)}_2$
充电时，反应逆向进行。放电过程中，三价氢氧化镍消耗水并还原成两价氢氧化镍，金属镉被氧化成氢氧化镉；充电时则发生相反的反应，电池的电动势为 1.29V 。值得注意的是，在充放电过程中，氢氧化钾电解液的比重和组成没有明显变化，这与铅酸电池中硫酸的变化情况截然不同。通常，电解液的比重为 2.2g/ml ，为提升循环寿命和高温性能，一般还会在电解液中加入适量氢氧化锂 。

五、应用领域

（一）交通领域

在铁路方面，中、低倍率的镉镍袋式碱性蓄电池广泛应用于内燃机车、电力机车以及铁路车辆。内燃机车启动时需要强大的瞬间电流，中倍率电池可满足这一需求；电力机车的升降弓操作以及车辆的照明、通讯、信号系统，则依赖中、低倍率电池持续稳定供电。在一些电动车辆，如特定场景下使用的 AGV 车（自动导引车）中，镉镍袋式碱性蓄电池因其良好的低温性能和耐机械滥用特性，能够适应复杂的运行环境，为车辆的动力系统提供可靠电能 。

（二）电力领域

在电厂和变电站中，镉镍袋式碱性蓄电池作为备用电源发挥着重要作用。当市电出现故障或停电时，能够及时为关键设备提供电力，确保电力系统的正常运行和设备的安全。例如在电厂的保护装置、控制系统以及一些应急照明设备中，镉镍袋式碱性蓄电池可在紧急情况下迅速投入使用，避免因停电造成设备损坏或生产事故 。

（三）通信领域

在微波站、通信基站等通讯设施中，镉镍袋式碱性蓄电池作为备用电源，保障通讯的不间断。在野外无人值守的基站，其耐高低温、维护周期长的特点尤为重要，可在长时间内无需人工干预，持续为通讯设备供电，维持信号的稳定传输 。在大型计算机房，为防止突然断电导致数据丢失和设备损坏，镉镍袋式碱性蓄电池作为 UPS（不间断电源）系统的储能单元，在市电中断时及时供电，确保计算机系统的正常运行 。

六、使用与维护要点

（一）安装与检查

蓄电池在安装前，应以充电态带电解液的状态出厂。开箱后需仔细检查蓄电池外壳在运输过程中是否有损伤，确保无破裂、变形等情况。同时，检查电池的正负极连接是否牢固，外观有无漏液迹象 。

（二）充电注意事项

1. 常规充电：应按照电池规格和使用说明书要求的充电电流和充电时间进行操作。一般采用恒流充电方式，充电电流不宜过大或过小，过大可能导致电池过热、缩短寿命，过小则充电时间过长，影响使用效率 。

2. 快速充电：仅适用于急需使用蓄电池的情况，采用恒流充电。但需注意，频繁快速充电会对电池寿命产生一定影响，因此应尽量减少快速充电的频次 。

（三）放电要求

避免过度放电，当电池电压降至规定的终止电压时，应停止放电，否则会损害电池性能，缩短使用寿命。不同倍率的电池，其终止电压可能略有差异，需严格按照产品说明执行 。

（四）贮存方法

1. 长期贮存：对于要长期贮存的袋式镉镍蓄电池，需先用标准充电率（0.2C5A）的电流将蓄电池充满电，然后用同一电流值将蓄电池放电至终止电压为 1.0V / 只。之后倒出电解液，立即装上气塞，清理干净表面。若气塞上有出气孔，需用医用胶布密封，对极柱等所有金属零件均匀涂上一层凡士林油，存放在通风、干燥、无酸雾、温度不大于 35°C、相对湿度不大于 75% 的环境中 。

2. 短期贮存：若贮存期不超过一年，可选择带电解液荷电态保存。但在储存过程中，要防止任何金属物品落到蓄电池上，以免造成短路。同时，需定期对蓄电池进行补充充电，确保其电量充足。此外，要调整电解液液面高度至规定范围，拧紧气塞，清理干净表面，将蓄电池存放在温度不大于 35°C 的干燥、通风、无酸性污染的房间内 。