Mechanismus nárazu nízké teploty na alkalické baterie

Při nízkých teplotách se elektrochemická reakční rychlost významně snižuje, což vede ke snížení výkonu baterie. Podle ARRHENIUS rovnice má chemická reakční rychlost exponenciální vztah s teplotou a snížení teploty významně zpomalí účinnost výměny elektronů a iontu mezi reagujícími látkami. Pro Alkalické baterie Pro oxidaci anody zinku a redukci katody oxidu manganu je nutná specifická reakční kinetika. Nízké teploty mají za následek nedostatečnou energii pro částice v elektrodových materiálech a elektrolytech, což brání účinným elektrochemickým reakcím. To zabraňuje rychlému oxidaci zinku a také je inhibována redukční reakce oxidu manganu, což má za následek, že baterie není schopna poskytnout stabilní proud.
Zvyšuje se viskozita elektrolytu
Elektrolyt v alkalických bateriích je obvykle roztok hydroxidu draselného, ​​který je zodpovědný za poskytnutí iontů OH⁻ k účasti na elektrochemické reakci. Při nízkých teplotách se viskozita elektrolytu výrazně zvyšuje, což způsobuje, že ionty migrují pomaleji. Iontová migrace je důležitou součástí výměny elektronů v baterii. Když se pohyb hydroxidových iontů v elektrolytu stane pomalým, vodivost baterie bude výrazně snížena.
Při nízkých teplotách zvýšená viskozita elektrolytu zvýší vnitřní odpor baterie, což zabrání hladce proudu proudu, což způsobí pokles výstupního napětí baterie. Vyšší odpor nejen ovlivňuje okamžitý výtok baterie, ale také způsobuje, že se baterie zahřívá, což dále snižuje energetickou účinnost baterie.
Zvyšuje se vnitřní odpor baterie
Kromě zvýšení viskozity elektrolytu mohou nízké teploty také způsobit zvýšení odporu jiných složek alkalické baterie. Vnitřní odpor baterie se obvykle zvyšuje se snižováním teploty, především kvůli snížení vodivosti materiálu. Za podmínek nízké teploty oslabí vodivé vlastnosti elektrodových materiálů, jako je zinkový a oxid mangan, což ovlivňuje účinnost vedení elektronů.