Påverkningsmekanismen för låg temperatur på alkaliska batterier

Vid låga temperaturer minskar den elektrokemiska reaktionshastigheten avsevärt, vilket resulterar i en minskning av batteriets utgångsström. Enligt Arrhenius -ekvationen har den kemiska reaktionshastigheten en exponentiell relation med temperaturen, och en minskning av temperaturen kommer att bromsa elektron- och jonbytarnas effektivitet mellan de reagerande ämnena. För alkalisk batterier , specifik reaktionskinetik krävs för oxidation av zinkanoden och reduktionen av mangandioxidkatoden. Låga temperaturer resulterar i otillräcklig energi för partiklar i elektrodmaterial och elektrolyter, vilket hindrar effektiva elektrokemiska reaktioner. Detta förhindrar zink från att oxideras snabbt, och reduktionsreaktionen av mangansdioxid hämmas också, vilket resulterar i att batteriet inte kan ge stabil ström.
Elektrolytviskositeten ökar
Elektrolyten i alkaliska batterier är vanligtvis kaliumhydroxidlösning, som är ansvarig för att tillhandahålla OH -joner för att delta i den elektrokemiska reaktionen. Vid låga temperaturer ökar elektrolytens viskositet avsevärt, vilket gör att joner migrerar långsammare. Jonmigrering är en viktig del av elektronutbytet i batteriet. När rörelsen av hydroxidjoner i elektrolyten blir trög kommer batteriets konduktivitet att reduceras avsevärt.
Vid låga temperaturer kommer elektrolytens ökade viskositet att öka batteriets inre motstånd, vilket förhindrar att strömmen flyter smidigt, vilket får batteriets utgångsspänning att sjunka. Högre motstånd påverkar inte bara batteriets omedelbara urladdningsförmåga, utan får också batteriet att värmas upp, vilket ytterligare minskar batteriets energieffektivitet.
Internt batterimotstånd ökar
Förutom en ökning av elektrolytviskositeten kan låga temperaturer också orsaka en ökning av resistensen hos andra komponenter i ett alkaliskt batteri. Vanligtvis ökar batteriets inre motstånd när temperaturen minskar, främst på grund av en minskning av materialets konduktivitet. Under låga temperaturförhållanden försvagas de ledande egenskaperna hos elektrodmaterial såsom zink och mangansdioxid, vilket påverkar ledningseffektiviteten hos elektroner.