Het impactmechanisme van lage temperatuur op alkalische batterijen

Bij lage temperaturen neemt de elektrochemische reactiesnelheid aanzienlijk af, wat resulteert in een vermindering van de batterijuitgangsstroom. Volgens de Arrhenius -vergelijking heeft de chemische reactiesnelheid een exponentiële relatie met temperatuur en zal een temperatuurdaling de efficiëntie van de elektronen- en ionenuitwisseling tussen de reagerende stoffen aanzienlijk vertragen. Voor alkalische batterijen , Specifieke reactiekinetiek is vereist voor de oxidatie van de zinkanode en de reductie van de mangaan -dioxidekathode. Lage temperaturen resulteren in onvoldoende energie voor deeltjes in elektrodematerialen en elektrolyten, waardoor efficiënte elektrochemische reacties worden belemmerd. Dit voorkomt dat zink snel wordt geoxideerd en de reductiereactie van mangaandioxide wordt ook geremd, waardoor de batterij niet in staat is om stabiele stroom te bieden.
Elektrolytviscositeit neemt toe
De elektrolyt in alkalische batterijen is meestal kaliumhydroxide -oplossing, die verantwoordelijk is voor het leveren van oh⁻ -ionen om deel te nemen aan de elektrochemische reactie. Bij lage temperaturen neemt de viscositeit van de elektrolyt aanzienlijk toe, waardoor ionen langzamer migreren. Ionmigratie is een belangrijk onderdeel van elektronenuitwisseling binnen de batterij. Wanneer de beweging van hydroxide -ionen in de elektrolyt traag wordt, zal de geleidbaarheid van de batterij aanzienlijk worden verminderd.
Bij lage temperaturen zal de verhoogde viscositeit van de elektrolyt de interne weerstand van de batterij verhogen, waardoor de stroom soepel stroomt, waardoor de uitgangsspanning van de batterij daalt. Hogere weerstand heeft niet alleen invloed op de onmiddellijke ontladingsmogelijkheden van de batterij, maar zorgt er ook voor dat de batterij opwarmt, waardoor de energie -efficiëntie van de batterij verder wordt verminderd.
Interne batterijweerstand neemt toe
Naast een toename van elektrolytviscositeit, kunnen lage temperaturen ook een toename van de weerstand van andere componenten van een alkalische batterij veroorzaken. Meestal neemt de interne weerstand van een batterij toe naarmate de temperatuur afneemt, voornamelijk als gevolg van een afname van de geleidbaarheid van het materiaal. Onder lage temperatuur omstandigheden zullen de geleidende eigenschappen van elektrodematerialen zoals zink- en mangaandioxide verzwakken, wat de geleidingsefficiëntie van elektronen beïnvloedt.