A célula de níquel-cádmio é uma célula ventilada semelhante àquela de chumbo-ácido.
As células são colocadas em um metal isolado ou caixa de plástico na ordem apropriada e, em seguida, ligadas em série pelos conectores de células.
As células finais podem ser conectadas a pontos externos, ou a uma unidade de desconexão rápida.
Uma bateria completa está ilustrada na Figura.
A maioria das baterias de níquel-cádmio de aeronaves contém tampas ventilada nas células, como ilustrado na Figura.
Elas são projetadas para que o selo de borracha permita que quaisquer gases em expansão dentro da célula possam escapar.
No entanto, se o gás no interior da célula não está sob pressão, o selo de borracha vai fechar contra a saída do tampão e selar o eletrólito contra derrames acidentais durante o voo.
As aberturas de cada célula são necessárias em caso da bateria ficar sobrecarregada.
Somente nesse momento uma célula ni-cad emite gás.
Tão pouco vapor é emitido durante a operação normal que a caixa de bateria geralmente é selada.
Não é necessária ventilação; os gases permanecem dentro da caixa da bateria, que é projetada para aceitar e manter qualquer gás que possa ser emitido a partir das células.
Cada célula da bateria consiste em placas positivas e negativas, separadores, eletrólitos, recipiente celular, cobertura da célula e tampa de escape.
As placas são feitas de chapas de metal sinterizadas impregnadas com os materiais ativos para as placas negativas e positivas.
As placas são feitas de níquel carbonilo, sinterizadas em pó a uma temperatura elevada para uma base de aço niquelado perfurada ou uma base de fio de níquel tecido.
Isso resulta em um material poroso, que é de 80 a 85 por cento de volume aberto e 15 a 20% de material sólido.
A placa porosa é impregnada com sais de níquel para fazer as placas positivas e com sais de cádmio para fazer as placas negativas.
Depois que as placas absorveram o material ativo suficiente para proporcionar a capacidade desejada, elas são colocadas dentro de um eletrólito e submetidas a uma corrente elétrica, a qual converte os sais de níquel e cádmio à forma final.
As placas são então lavadas e secas e cortadas em placas menores.
Um separador de níquel é soldado na quina de cada placa e é o meio pelo qual as placas são unidas em grupos de placas.
O separador numa célula de níquel-cádmio é um multilaminado fino e poroso de nylon embrulhado com uma camada de celofane.
O separador serve para evitar o contato entre as placas negativas e positivas.
O separador é contínuo e está interposto entre as placas, assim como cada placa sucessiva é adicionada ao pacote ou à pilha de placa.
A porção de celofane do separador atua como uma membrana-barreira para impedir que o oxigênio que é formado nas placas positivas durante sobrecarga alcancem as placas negativas.
Oxigênio nas placas negativas se recombinaria com cádmio e cria- ria calor, que pode levar à fuga térmica; assim, o celofane serve para inibir a fuga térmica.
A fuga térmica é uma condição em que os produtos químicos da bateria tendem a superaquecer a um grau tão alto que a bateria pode ser destruída ou até explodir.
Fuga térmica ou ciclo vicioso não descreve com precisão o superaquecimento de uma bateria de níquel-cádmio.
O superaquecimento de uma bateria de níquel-cádmio não é autossustentável e pode ser controlado.
O sistema de carga da aeronave perpetua essa condição, que pode ser parada ao isolar a bateria do sistema de carga.
A bateria de níquel-cádmio não pode superaquecer, a menos que algo interno esteja causando o aumento de sua temperatura.
As baterias de níquel-cádmio geralmente superaquecem em função de manutenção ou uso inadequados.
O uso inadequado da bateria geralmente ocorre por se drenar muita corrente da bateria durante várias partidas do motor em um curto período de tempo.
O calor retido no interior da bateria enfraquece e destrói o material que separa as placas positivas e negativas nas células.
Quando isso ocorre, a resistência elétrica da célula diminui e, portanto, diminui a tensão da célula.
A bateria recebe quantidades excessivas de corrente de carga do sistema de carga potencial constante da aeronave, o que gera uma grande quantidade de calor dentro da bateria.
Os sensores de temperatura e/ ou de sobrecorrente são exigidos pela FAA em todas as baterias de niquel-cádmio usadas para arranque de motor.
Esses sensores estão ligados a indicadores de alerta, que permitem ao piloto tomar medidas corretivas em caso de estresse extremo da bateria.
Normalmente, se a bateria atinge uma condição de fuga térmica, o piloto tem de desligar a bateria do sistema elétrico e pousar a aeronave logo que possível.
O eletrólito para uma bateria de níquel-cádmio é uma solução de 70 por cento de água destilada e 30 por cento de hidróxido de potássio, o que dá um peso específico de 1,3.
Pesos específicos para baterias de níquel-cádmio podem variar entre 1,24 e 1,32 sem afetar significativamente o funcionamento da bateria.
O eletrólito em uma bateria de níquel-cádmio não entra na reação de carga-descarga: essa é a razão pela qual você não pode determinar o estado de carga de uma bateria de níquel-cádmio testando a gravidade específica do eletrólito com um densímetro.
Não há nenhuma alteração na densidade de uma bateria de níquel-cádmio.
O recipiente de célula consiste em um frasco de células de plástico e uma tampa correspondente, que são permanentemente unidos durante a montagem.
Ele é projetado para fornecer uma caixa selada para a célula, impedindo vazamento de eletrólito ou contaminação.
A tampa de ventilação é montada na tampa da célula e é construída de plástico.
Está equipada com um elastômero (borracha ou plástico flexível) válvula escrava para permitir a liberação de gases, quando necessário, especialmente quando a bateria está em sobrecarga.
A tampa pode ser retirada sempre que necessário para ajustar o nível de eletrólito.
A válvula de ventilação fecha automaticamente a tampa para evitar vazamento de eletrólito.
Um núcleo celular e a montagem de uma célula completa para uma bateria de niquel-cádmio são mostrados nos desenhos da Figura.
Outro tipo de célula completa de níquel-cádmio é ilustrado na Figura.
A célula é montada por soldadura dos separadores das placas nos seus respectivos postos de terminais.
O conjunto do terminal e da embalagem de placas é, então, inserido no recipiente da célula e o deflector, a tampa e a vedação do terminal são instalados.
A tampa está permanentemente unida ao recipiente de células para produzir um conjunto selado.
As células são reunidas em um recipiente de bateria e ligadas umas as outras com ligações condutoras em aço inoxidável.
Normalmente, 19 ou 20 células (dependendo da tensão total necessária) são ligadas em série.
O recipiente da bateria é tipicamente feito de aço inoxidável, aço carbono, ou um material de fibra de vidro.
Todos os recipientes de metal exigem um isolador interno.
Recipientes de aço inoxidável usam um revestimento de plástico, enquanto a maioria dos recipientes de aço carbono são revestidos com um epóxi alcalino-resistente que contém altas propriedades dielétricas.
Um conjunto de bateria típico é ilustrado na Figura.