Der Aufprallmechanismus der niedrigen Temperatur bei alkalischen Batterien

Bei niedrigen Temperaturen nimmt die elektrochemische Reaktionsgeschwindigkeit signifikant ab, was zu einer Verringerung des Batterieausgangsstroms führt. Nach der Arrhenius -Gleichung hat die chemische Reaktionsrate eine exponentielle Beziehung zur Temperatur, und eine Abnahme der Temperatur verlangsamt die Effizienz des Elektronen- und Ionenaustauschs zwischen den reagierenden Substanzen. Für Alkalische Batterien Für die Oxidation der Zinkanode und die Verringerung der Mangan -Dioxidkathode sind spezifische Reaktionskinetik erforderlich. Niedrige Temperaturen führen zu unzureichenden Energie für Partikel in Elektrodenmaterialien und Elektrolyten, was effiziente elektrochemische Reaktionen behindert. Dies verhindert, dass Zink schnell oxidiert wird, und die Reduktionsreaktion von Mangandioxid wird ebenfalls gehemmt, was dazu führt, dass die Batterie keinen stabilen Strom liefern kann.
Die Elektrolytviskosität nimmt zu
Der Elektrolyt in alkalischen Batterien ist normalerweise eine Kaliumhydroxidlösung, die für die Bereitstellung von OH⁻ -Ionen für die Teilnahme an der elektrochemischen Reaktion verantwortlich ist. Bei niedrigen Temperaturen steigt die Viskosität des Elektrolyten signifikant an und führt dazu, dass die Ionen langsamer wandern. Die Ionenmigration ist ein wichtiger Bestandteil des Elektronenaustauschs innerhalb der Batterie. Wenn die Bewegung von Hydroxidionen im Elektrolyten träge wird, wird die Leitfähigkeit der Batterie erheblich reduziert.
Bei niedrigen Temperaturen erhöht die erhöhte Viskosität des Elektrolyten den Innenwiderstand der Batterie und verhindert, dass der Strom reibungslos fließt, wodurch die Ausgangsspannung der Batterie sinkt. Ein höherer Widerstand beeinflusst nicht nur die sofortige Entladungsfähigkeit der Batterie, sondern führt auch dazu, dass die Batterie erwärmt wird, wodurch die Energieeffizienz der Batterie weiter verringert wird.
Der interne Batteriewiderstand nimmt zu
Zusätzlich zu einem Anstieg der Elektrolytviskosität können niedrige Temperaturen auch zu einem Anstieg des Widerstands anderer Komponenten einer alkalischen Batterie führen. In der Regel steigt der interne Widerstand einer Batterie mit Abneiung der Temperatur, hauptsächlich aufgrund einer Abnahme der Materialleitfähigkeit des Materials. Unter niedrigen Temperaturbedingungen schwächen die leitenden Eigenschaften von Elektrodenmaterialien wie Zink und Mangandioxid, was die Leitungseffizienz von Elektronen beeinflusst.