Nikel kadmiyum piller 1899’da icat edildi ancak yeniden şarj edilebilir pil teknolojileri arasında Ni-Cd 1990’larda Ni-MH ve Li-İon pillere olan talepten dolayı pazar payını hızla kaybetti; Pazar payı %80 düştü ve kullanımı çok azaldı. Bu tür pillerde elektrotlar nikel-hidroksit ve kadmiyum, elektrolit ise potassium- hidroksit içerir. Sürekli şarj edilebilir özelliğe sahiptir ve şarjları bittiklerinde özel şarj aletleri yardımıyla tekrardan dolumu yapılır. Bu olay büyük kolaylık ve tasarruf sağlar. Ni-Cd piller 1000 defaya kadar tekrardan şarj edilebilir. Diğer şarj edilebilir emsallerine göre daha ucuzdur. Bu tür pilleri şarj ederken şarj seviyesinin 0 olması daha doğrudur. Çünkü tam boşalmadan şarj ederseniz pilin şarj kapasitesi düşer, pilin ömrü kısalır. Ni-Cd piller içlerinde çevreye zararlı kimyasal maddeler içerir. Bu yüzden çöp haline gelen pilleri gerekli yerlere bırakmanız gerekmektedir.

NEDEN KULLANILIR:

Aslında günümüzde bakacak olursak kullanımı Ni-MH pilleri ve lityum iyon pillerinin keşfi ile kullanımı ve pazar payı düşmüştür. Ancak hala eski tip aletlerde ve bazı avantajlı olduğu yerlerde kullanımı mevcuttur. Diğer şarj edilebilir pil türleri ile karşılaştırıldığında düşük sıcaklıklarda iyi bir çevrim ömrü ve performansı sağladığı halde önemli avantajları yüksek deşarj oranlarında tam kapasite sunma yeteneğidir. Ve hücrelerin kendi kendini boşaltma oranları yüksektir.

NEREDE KULLANILIR:

Ni-Cd hücreleri bir zamanlar taşınabilir elektrikli el aletleri, fotoğraf ekipmanı, el feneri, acil aydınlatma, hobi R / C ve taşınabilir elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ni-Cd PİLLER YERİNE Ni-MH PİLLER KULLANILMAYA BAŞLANMIŞTIR:

Ni-Cd piller ve Ni-MH piller şarj edilebilir pillerdir peki neden Ni-MH piller kullanılmaya başlanmıştır; Ni-MH pillerin bulunması ile birlikte bu pillerin Ni-Cd pillerinden daha cok enerji depoladığı (AA tipi Ni-Cd pil en fazla 1000mAh enerji depolar iken Ni-MH pillerde bu değer 2500 mAh seviyelerindedir.) ve ayrıca Ni-Cd pillerde kadmiyum gibi zehirli bir ametalin bulunması ve çevreye “verdiği zarar nedeni ile Ni-MH pilleri tercih edilmiştir. Ni-MH‘ın tercih edilmesindeki bir diğer sebep ise Ni-Cd pillerden daha az maliyetli olmasıdır.

PİLLERİN ÇALIŞMA PRENSİBİ:

Pilin içinde oluşan kimyasal reaksiyonlar elektron üretmektedir. Elektron üretiminin hizi kimyasal reaksiyonun kontrolündedir. Bakarsanız pilin bir pozitif (+) bir negatif (-) ucu olduğunu görürsünüz. Elektronlar pilin (-) ucuna toplanır. İki uç arasında bir iletken bağlandığında ise elektronlar (-) uçtan (+) uca doğru akmaya başlayacaktır. Bu sayede pil iki uç arasına bağlanan yüke enerji verir bu yük; ampul, radyo, cep telefonu, vb.

Nikel kadmiyum piller; Elektrolit olarak potasyum hidroksiti kullandığı bu tip pillerde elektrot olarak nikel- hidroksit ve kadmiyum kullanılır. Bu piller tekrar şarj edilebilir pillerdendir.

NİKEL KADMİNYUMLARDA ÇALIŞMA PRENSİBİ VE ŞARJ EDİLMESİ:

Bir pilin yeniden şarj edilebilir olması için gerekli koşullardan biri, şarjı bitip pile ters yönde potansiyel uygulandığında yeterli derecede ters tepkime verebilmesidir. Ni-Cd pillerde bu olay pil harcanırken Cd(OH)2 oluşur. Ancak pil tekrar şarj edildiğinde bunlar başlangıçtaki (Cd ve NiOH) haline geri döner. Pilin içinde anot ve katot elektrotları vardır. Pil enerji verirken, anotta yükseltgenme, katotta ise indirgenme tepkimeleri gerçekleşir. Yeniden şarj edilme aşamasında ise ters tepkime olur. Anotta indirgenme ve katotta yükseltgenme meydana gelir. Normal pillerde, elektrotlardan en az biri ters tepkime yapamaz. Ni-Cd pilde iki önemli nokta vardır. Birincisi, kadmiyumda hidrojen oluşma hızı çok düşüktür. İkincisi ise, kadmiyumun sıvı elektrolit çözeltideki çözünürlüğü oldukça azdır. Bu, kadmiyumun elektrolit içinde çözünüp katoda gitmesini veya dağılmasını engellerken, kadmiyum parçacıkları yeniden şarjı kolaylaştırır.

Ni-Cd PİLLER ÇEVREYE VERDİĞİ ZARAR:

Şarj edilebilen türdeki nikel-kadmiyum (Ni-Cd) pilleri insan sağlığını olumsuz yönde etkileyebilen kadmiyum maddesini barındırırlar. Pillerdeki kadmiyum oranı kullanılan teknolojiye göre %15-25 dolaylarında değişir. Ni-Cd pillerinde kadmiyum maddesi miktarının teknik olarak düşürülmesi mümkün olmadığından bu piller yerine Ni-Mh pil türü geliştirilmiş ve Ni-Cd pillerinin kullanım yerleri şimdilik tıbbı cihazlar, acil aydınlatma/alarm sistemleri, uzay araçları ve askeri amaçlı cihazlarla sınırlandırılmıştır. Bu sınırlamanın 2012 yılından itibaren daha da daralacağı ve zaman içerisinde bahis konusu pillerin pazar payı azalmıştır. Şu anda AB ülkelerinde pillerin bünyesinde bulunmasına izin verilen kadmiyum miktarı en fazla %0,002’ dır.

TEKNİK ÖZELLİKLERİ:

Bu tür piller de elektrotlar nikel- hidroksit ve kadmiyum elektrolit ise potassium- hidroksit içerir. Şarj edilebilen bir pil türü olan NiCd piller özel şarj aparatları ile yeniden şarj edilebilirler. Bu kolaylık ve tasarruf sağlar. Katotları nikel oksittir ve nikel metal hidrürlerle aynı katota sahiptir. Anotları ise kadmiyumdur. Kurşun asitlerden sonra en az enerji yoğunluğuna ve spesifik enerjiye sahip pillerdir. Raf ömürleri yaklaşık olarak 5 senedir. Bu pil en yüksek deşarj hızına sahip pildir.

KAPASİTE TİPLERİ:

Kapasite tipleri pilin çapına ve boyutlarına göre değişir. Ni-Cd piller de en fazla 1000 m AH seviyelerini görür. Zaten önceden belirttiğim gibi Ni-Cd pilleri 1000 m AH seviyesini görürken NiMH‘lar 2500 m AH seviyelerini görür. Bu yüzden eski telknoloji Nİ-Cd ‘lerin yerini NiMH’lar almaktadır.

PİLLER NASIL BAĞLANIR?

N tane pil seri olarak bağlandığında, voltaj, pillerin voltajının toplamıdır ve akım aynıdır.

Paralel bağlı pillerde ise N pili paralel bağlarsanız, aynı hücre voltajını korurken tek pil kapasitesi elde edebilirsiniz.