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18 Technische Daten Ni/Cd-System offen gasdicht Elektrolytlösung KOH Dichte 1,17 – 1,19 g/cm 3 Dichte 1,24 – 1,3 g/cm 3 Leitfähigkeit (20 °C) 0,5 S/cm 0,63 S/cm Gefrierpunkt - 46°C Leerlaufspannung 1,35 V 1,28 – 1,35 V Spannung unter Nennlast 1,2 V 1,2 V Betriebstemperatur - 20 bis 45°C - 20 bis + 50°C, (60°C) empfohlen: +10 - 45°C spez. Energie (theoretisch 210 Wh/kg) Energiedichte Lebensdauer (bei mittlerer Temperatur) 25 Wh/kg 40 Wh/kg, 25 bis 35 Wh/kg mit Faserstrukturelektroden 35 bis 100 Wh/l Bis 15 Jahre; 1500 - 4000 Zyklen (je nach Elektrodentyp) Schockbelastbarkeit gut sehr gut Energiewirkungsgrad 70-80 % 60 bis 70% ca. 4 Jahre; 1000 – 2000 Zyklen (abhängig von der Nutzung) Besonderheiten Die Viskosität der Elektrolytlösung fällt stark mit der Temperatur ab. Bei tiefen Temperaturen und großen Lade/Entladeströmen können durch verminderte Diffusion Dichteunterschiede eintreten, die Potentialabfall und lokales Einfrieren bewirken. Memory-Effekt: Ni/Cd-Zellen können u.a. durch wiederholte Teilentladung eine 2. Entladestufe entwickeln, die um 120 mV tiefer liegt. Es scheint, dass sich die Zelle daran erinnert, vorher nur eine Teilkapazität abgegeben zu haben. Ursache ist die Kornvergröberung des Cadmiums und Bildung einer intermetallischen Phase der Zusammensetzung Ni 5 Cd 21 . Zur Beseitigung des Memory- Effektes muss die Zelle zunächst tiefentladen und anschließend mit Nennstrom und doppelter Ladezeit aufgeladen werden. Dadurch werden die aktiven Massen wieder vollständig aufgeladen. Selbstentladung: Abhängig von Bauart und Temperatur. Bei -20 °C ca. 1% pro Monat. Bei Raumtemperatur ca. 15% Kapazitätsverlust /Monat, bei 45°C ca. 80% in den ersten drei Monaten, danach ca. 3% / Monat. Bauarten: Vielfältige, dem jeweiligen Verwendungszweck angepasste Bauweisen. Neben den offenzelligen Batterien mit flüssiger Kalilauge werden gasdichte Zellen mit Überladeschutz hergestellt. Diese Batterien sind lageunabhängig und werden mit einer max. Spannung von 1,55 V geladen. Geschlossene Batterien sind wartungsfrei, da beim Laden kein Wasserverlust auftritt. Neuere Batterien enthalten Sinter- oder Faserstrukturelektroden. Letztere können in einer Stunde geladen werden. Vorteile des Systems: Zuverlässig, langlebig, robust, tiefentladefähig, lange Standzeit im entladenen Zustand, auch bei tiefen Temperaturen entladefähig, Schnellladung bei bestimmten Bauarten möglich. Nachteile des Systems: Die Cadmiumbelastung der Umwelt in den Industriestaaten stammt weitgehend aus der Deponierung verbrauchter NiCd-Akkus. Das giftige Cadmium bildet lösliche Verbindungen und gelangt so ins Grundwasser. Trotz der Einführung der Batterieverordnung (BattV) im Jahr 1998 mit einer Rückgabepflicht der Verbraucher und einer Rücknahmepflicht der Hersteller ist die Rücklaufquote bei den kleineren Haushaltsbatterien schlecht. In der Europäische Union ist das Inverkehrbringen von NiCd-Akkus seit dem 26.09.2008 verboten. Ausnahmen vom Inverkehrsetzungsverbot für NiCd-Akkumulatoren bestehen nur für medizinische Geräte, Notsysteme und Alarmsysteme, einschließlich Notbeleuchtung und schnurlosen Elektrowerkzeugen.
19 Quellen Batterie-Glossar des Fraunhofer ICT http://www.ict.fhg.de/deutsch/scope/ae/nikohcd.html (05.09.2005) M. Tausch/M. von Wachtendonk, Chemie 2000+ Band 2 (Buchner-Verlag, Bamberg 2004) S. 50.
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