théorie de base et procédures de maintenance
par Joe Escobar
Les batteries Nickel-cadmium, généralement appelées batteries NiCad, sont largement utilisées dans l’industrie aéronautique. Avec un entretien approprié, ils peuvent fournir des années de service sans problème. Jetons un coup d’œil à la construction de base de ces batteries ainsi qu’à certains problèmes de maintenance à garder à l’esprit lorsque vous travaillez avec elles.
Construction
la cellule est l’Unité de base de la batterie NiCad., Il se compose de plaques positives et négatives, de séparateurs, d’électrolyte, d’évent de cellule et de récipient de cellule. Les plaques positives sont constituées d’une plaque poreuse sur laquelle de l’hydroxyde de nickel a été déposé. Les plaques négatives sont fabriquées à partir de plaques similaires sur lesquelles de l’hydroxyde de cadmium est déposé. Dans les deux cas, la plaque poreuse est obtenue par frittage de poudre de nickel en poudre de nickel sur un tamis métallique à mailles fines. Le frittage est un processus qui fusionne des granules de poudre extrêmement petits à haute température., Une fois que les matériaux actifs positifs et négatifs sont déposés sur la plaque, elle est formée et coupée dans la taille de la plaque appropriée. Une languette en nickel est ensuite soudée à un coin de chaque plaque et les plaques sont assemblées avec les languettes soudées aux bornes appropriées. Les plaques sont séparées les unes des autres par une bande continue de plastique poreux.
l’électrolyte utilisé dans la batterie NiCad est une solution à 30% d’hydroxyde de potassium (KOH) dans de l’eau distillée. La densité de l’électrolyte reste comprise entre 1.240 et 1.300 à température ambiante., Il convient de noter qu’aucun changement notable ne se produit dans l’électrolyte pendant la charge ou la décharge. Pour cette raison, la charge de la batterie ne peut pas être déterminée par un contrôle de la densité de l’électrolyte. Le niveau d’électrolyte doit être maintenu juste au-dessus du sommet des plaques.
charge des batteries NiCad
Lorsqu’un courant de charge est appliqué à une batterie NiCad, les plaques négatives perdent de l’oxygène et commencent à former du cadmium métallique. Le matériau actif des plaques positives, l’hydroxyde de nickel, devient plus fortement oxydé., Ce processus se poursuit pendant que le courant de charge est appliqué ou jusqu’à ce que tout l’oxygène soit retiré des plaques négatives et qu’il ne reste que du cadmium.
vers la fin du cycle de charge, les cellules émettent du gaz. Cela se produira également si les cellules sont surchargées. Ce gaz est causé par la décomposition de l’eau dans l’électrolyte en hydrogène au niveau des plaques négatives et en oxygène au niveau des plaques positives. La tension utilisée pendant la charge, ainsi que la température, déterminent quand le gazage se produira., Pour charger complètement une batterie NiCad, un gazage, aussi léger soit-il, doit avoir lieu; ainsi de l’eau sera utilisée.
décharge
l’action chimique est inversée pendant la décharge. Les plaques positives abandonnent lentement l’oxygène, qui est récupéré par les plaques négatives. Ce processus entraîne la conversion de l’énergie chimique en énergie électrique. Pendant la décharge, les plaques absorbent une quantité de l’électrolyte. Sur recharger le niveau de l’électrolyte augmente et que la charge de l’électrolyte sera à son plus haut niveau., Par conséquent, l’eau ne doit être ajoutée que lorsque la batterie est complètement chargée.
passage du plomb-acide au NiCad
La Batterie NiCad est généralement interchangeable avec les batteries au plomb-acide. Lors du remplacement d’une batterie au plomb par une batterie NiCad, le compartiment de la batterie doit être propre, sec et exempt de toute trace d’acide de l’ancienne batterie. Le compartiment doit être lavé et neutralisé avec de l’ammoniaque ou une solution d’acide borique, laissé sécher complètement, puis peint avec un vernis résistant aux alcalis.,
Le Tampon dans le pot de puisard de la batterie doit être saturé avec une solution à 3% (en poids) d’acide borique et d’eau avant que le système de ventilation de la batterie ne soit connecté.
entretien des batteries NiCad
Il existe des différences significatives dans les méthodes d’entretien requises pour les batteries NiCad et celles des batteries au plomb-acide. Les points les plus importants à observer sont les suivants.
Une zone de stockage et d’entretien séparée devrait être prévue pour les batteries NiCad. L’électrolyte est chimiquement opposé à l’acide sulfurique utilisé dans une batterie au plomb., Les vapeurs d’une batterie au plomb peuvent contaminer l’électrolyte d’une batterie au nickel-cadmium. Cette précaution devrait inclure des équipements tels que des outils à main et des seringues utilisés avec des batteries au plomb. En effet, toutes les précautions possibles doivent être prises pour garder tout ce qui contient de l’acide loin des magasins de batteries NiCad.
l’électrolyte d’hydroxyde de potassium utilisé dans les batteries NiCad est extrêmement corrosif. Des équipements de protection tels que des lunettes, des gants en caoutchouc et des tabliers en caoutchouc doivent être utilisés lors de la manipulation et de l’entretien des batteries., Des installations de lavage appropriées doivent être fournies en cas de déversement d’électrolyte sur les vêtements ou la peau. Une telle exposition à l’électrolyte doit être rincée immédiatement avec de l’eau ou du vinaigre, du jus de citron ou une solution d’acide borique. N’oubliez pas que lorsque l’hydroxyde de potassium et l’eau distillée sont mélangés pour fabriquer l’électrolyte, l’hydroxyde de potassium doit être ajouté lentement à l’eau, et non l’inverse.
Évitez d’utiliser une brosse métallique pour nettoyer la batterie. Un arc sévère peut en résulter si une brosse métallique est utilisée., En outre, les bouchons de ventilation doivent être fermés pendant le processus de nettoyage et la batterie ne doit jamais être nettoyée avec des acides, des solvants ou une solution chimique. L’électrolyte renversé peut réagir avec le dioxyde de carbone pour former des cristaux de carbonate de potassium. Ceux-ci, qui sont non toxiques et non corrosifs, peuvent être desserrés avec une brosse en fibres et essuyés avec un chiffon humide. Lorsque du carbonate de potassium se forme sur une batterie correctement entretenue, cela peut indiquer que la batterie est en surcharge car le régulateur de tension n’est pas réglé.,
de l’eau supplémentaire ne doit jamais être ajoutée à la batterie plus tôt que trois ou quatre heures après qu’elle a été complètement chargée. Si vous devez ajouter de l’eau, Utilisez uniquement de l’eau distillée ou déminéralisée. De plus, veillez à ne pas trop entretenir la batterie avec de l’eau. Si vous le faites et devez enlever une partie du liquide, vous réduirez la concentration d’hydroxyde de potassium dans la cellule. Cela affectera son fonctionnement.
étant donné que l’électrolyte ne réagit pas chimiquement avec les plaques cellulaires, sa densité ne change pas sensiblement., Ainsi, il n’est pas possible de déterminer l’état de charge d’une batterie NiCad avec un densimètre. De plus, la charge D’une batterie NiCad ne peut pas être déterminée par un test de tension car la tension d’une batterie NiCad reste constante pendant 90% du cycle de décharge.
intervalles d’entretien
Les batteries NiCad doivent être entretenues à intervalles réguliers en fonction de l’expérience, car la consommation d’eau varie en fonction de la température ambiante et des méthodes de fonctionnement. À de plus grands intervalles, la batterie doit être retirée de l’avion et soumise à une vérification au banc dans l’atelier.,
Si une batterie est complètement déchargée, certaines cellules peuvent atteindre un potentiel nul et se charger dans le sens inverse. Cela pourrait l’affecter de telle manière qu’il ne conservera pas une charge de pleine capacité. Si cela se produit, la batterie doit être déchargée et chaque cellule équilibrée avant de recharger la batterie. Ceci est connu comme la péréquation.
la charge peut être effectuée par la méthode à tension constante ou par la méthode à courant constant., Pour la charge à potentiel constant, maintenez la tension de charge constante jusqu’à ce que le courant de charge se désintègre à 3 ampères ou moins, en vous assurant que la température de la cellule de la batterie ne dépasse pas 100 degrés Fahrenheit et que la tension commence à diminuer.
charge D’entretien
la charge D’entretien consiste à maintenir une batterie en état de veille active en la chargeant en continu dans un État de surcharge. Bien que certains fabricants ne recommandent pas cette procédure pour charger, certains opérateurs ont choisi cette méthode pour charger leurs batteries NiCad., Gardez à l’esprit que l’utilisation d’un chargeur de filet consommera de l’eau au fil du temps en raison de l’effet de gazage discuté précédemment. Vous devez régler le niveau d’électrolyte avant de placer la batterie à bord de l’avion. Sinon, il y a un risque d’incident de batterie parce que les cellules peuvent sécher avant la fin normale de l’intervalle d’entretien.
manipulation sûre
Les batteries NiCad ne sont généralement pas dangereuses pendant le fonctionnement normal et sont construites suffisamment robustes pour résister à la perforation des scénarios de dommages typiques. Toutefois, si pour une raison quelconque, ils sont rompus, ils peuvent être très dangereux., L’hydroxyde de potassium dans les batteries NiCad est une solution alcaline dangereuse et très corrosive pour la peau. Ce fluide peut être libéré en cas d’endommagement de la batterie. S’il entre en contact avec la peau, il peut provoquer des brûlures. Le Contact avec les yeux peut entraîner des lésions oculaires permanentes. Il est toxique en cas d’ingestion. Évitez de respirer les vapeurs dans une zone fermée, car cela peut entraîner une irritation de la bouche, de la gorge et des poumons. L’exposition à long terme aux vapeurs d’hydroxyde de potassium peut provoquer des troubles hépatiques et rénaux, et il a été identifié par L’OSHA comme un cancérogène possible.,
toute personne manipulant des piles NiCad doit éviter tout contact avec les composants internes et se laver soigneusement les mains après manipulation. Si vous avez un déversement, assurez-vous de porter des vêtements de protection, y compris des gants en vinyle ou en PVC, des lunettes de protection et un écran facial. Bien sûr, ne tentez jamais de nettoyer un déversement de matières dangereuses à moins d’avoir reçu une formation appropriée.
expédition
gardez à l’esprit que les batteries NiCad contiennent des matières dangereuses et doivent être marquées et documentées conformément aux règlements en vigueur de L’IATA (UN2797 ou UN2800 selon le cas) régissant l’expédition des batteries NiCad ventilées.,
au final, vous pouvez contribuer à assurer la longue durée de vie de vos batteries NiCad par de bonnes pratiques d’entretien. Tout le personnel qui les entretient ou même les manipule devrait être formé aux bonnes pratiques. Assurez-vous de suivre toutes les procédures recommandées par le fabricant. Si possible, profitez de toute formation disponible auprès du fabricant ou de ses distributeurs. En fin de compte, connaître les procédures appropriées peut assurer une longue durée de vie sûre de votre batterie.