Nickel-Cadmium-Batterie
Nickel-Cadmium-Batterien werden auch Nickel-Cadmium-Akkumulatoren oder NiCd-Akkumulatoren genannt. Sie bestehen aus einem Gehäuse, zwei Elektroden, einem Separator und einem Elektrolyten.
Die negative Elektrode besteht aus Cadmium (Cd), die positive Elektrode besteht aus Nickel(III)-oxidhydroxid (NiO(OH)). Als Elektrolyt wird meist eine 20-prozentige Kaliumhydroxidlösung verwendet.
Beim Entladevorgang wird an der negativen Elektrode Cadmium zu Cadmiumhydroxid (Cd(OH)2) oxidiert. Dabei werden Elektronen freigesetzt und fließen über den angeschlossenen Verbraucher zur positiven Elektrode. An der positiven Elektrode wird das Nickel(III)-oxidhydroxid zu Nickel(II)-hydroxid (Ni(OH)2) reduziert.
Die Nennspannung von Nickel-Cadmium-Batterien liegt bei 1,2 V. Ihre Energiedichte ist zwar höher als die einer Blei-Säure-Batterie, sie ist aber immer noch relativ gering. Nickel-Cadmium-Batterien sind technisch ausgereift, robust und verfügen selbst bei Temperaturen von -40 °C noch über 50 Prozent ihrer Kapazität.
Es gibt zwei Typen von Nickel-Cadmium-Batterien: gasdichte Zellen und offene Zellen. Offene Nickel-Cadmium-Batterien werden in feststehenden Geräten verwendet, wie z. B. in Notbeleuchtungsanlagen, in Anlagen zur unterbrechungsfreien Stromversorgung oder in Luftfahrzeugen als Starterbatterie und Notstromversorgung. Offene Nickel-Cadmium-Batterien gasen im Falle eine Überladung aus. Im Falle einer Überladung wird an der negativen Elektrode Wasserstoff produziert und an der positiven Elektrode Sauerstoff. Mit offenen Nickel-Cadmium-Batterien wird verhindert, dass sich im Überladungsfall ein Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch aufstaut, was zu Explosionen führen könnte.
Gasdichte Nickel-Cadmium-Batterien werden für mobile Anwendungen verwendet, vorwiegend im Verbraucherbereich, wie z. B. für Spielzeug, Elektronikgeräte, Werkzeuge oder Fernbedienungen. Sie sind geschlossen, ein Ausgasen ist nicht möglich. Um die Explosionsgefahr zu minimieren, wird ein Überladungsschutz eingebaut. Die negative Cadmiumelektrode ist größer als die positive Elektrode, das zusätzliche Cadmium dient als Ladereserve.
Die Nutzung von Nickel-Cadmium-Batterien wurde aufgrund des darin enthaltenen umweltschädlichen Schwermetalls Cadmium mit der Richtlinie 2006/66/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 6. September 2006 über Batterien und Akkumulatoren sowie Altbatterien und Altakkumulatoren stark eingeschränkt. Erlaubt sind nur noch Gerätebatterien und Geräteakkumulatoren, die nicht mehr als 0,002 Gewichts% Cadmium enthalten. Von dem Verbot ausgenommen sind Gerätebatterien und Geräteakkumulatoren, die in Notsystemen und Alarmsystemen, in medizinischen Geräten und in schnurlosen Elektrowerkzeugen verwendet werden.
Die EU-Richtlinie wurde in Deutschland mit dem Gesetz zur Neuregelung der abfallwirtschaftlichen Produktverantwortung für Batterien und Akkumulatoren in nationales Recht umgesetzt. Das Gesetz trat am 1. Dezember 2009 in Kraft.
Englische Übersetzung(en):
nickel cadmium battery
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