Ang mekanismo ng epekto ng mababang temperatura sa mga baterya ng alkalina

Sa mababang temperatura, ang rate ng reaksyon ng electrochemical ay bumababa nang malaki, na nagreresulta sa isang pagbawas sa kasalukuyang output ng baterya. Ayon sa equation ng Arrhenius, ang rate ng reaksyon ng kemikal ay may isang exponential na relasyon na may temperatura, at ang pagbawas sa temperatura ay makabuluhang mabagal ang kahusayan ng elektron at ion sa pagitan ng mga reaksyon na sangkap. Para sa Mga baterya ng alkalina , ang mga tiyak na reaksyon kinetics ay kinakailangan para sa oksihenasyon ng zinc anode at ang pagbawas ng mangganeso dioxide cathode. Ang mga mababang temperatura ay nagreresulta sa hindi sapat na enerhiya para sa mga particle sa mga materyales ng elektrod at electrolyte, na pumipigil sa mahusay na mga reaksyon ng electrochemical. Pinipigilan nito ang zinc mula sa pagiging oxidized nang mabilis, at ang pagbawas ng reaksyon ng manganese dioxide ay napigilan din, na nagreresulta sa baterya na hindi makapagbigay ng matatag na kasalukuyang.
Ang pagtaas ng lagkit ng electrolyte
Ang electrolyte sa mga alkalina na baterya ay karaniwang potassium hydroxide solution, na responsable sa pagbibigay ng mga oh⁻ ion na lumahok sa reaksyon ng electrochemical. Sa mababang temperatura, ang lagkit ng electrolyte ay nagdaragdag nang malaki, na nagiging sanhi ng mga ions na lumipat nang mas mabagal. Ang paglipat ng ion ay isang mahalagang bahagi ng pagpapalitan ng elektron sa loob ng baterya. Kapag ang paggalaw ng mga hydroxide ion sa electrolyte ay nagiging tamad, ang conductivity ng baterya ay makabuluhang mabawasan.
Sa mababang temperatura, ang pagtaas ng lagkit ng electrolyte ay tataas ang panloob na pagtutol ng baterya, na pumipigil sa kasalukuyang mula sa pag -agos ng maayos, na nagiging sanhi ng pagbagsak ng boltahe ng output ng baterya. Ang mas mataas na pagtutol ay hindi lamang nakakaapekto sa agarang kakayahan ng paglabas ng baterya, ngunit nagiging sanhi din ng pag -init ng baterya, karagdagang pagbabawas ng kahusayan ng enerhiya ng baterya.
Ang pagtaas ng panloob na baterya ay tumataas
Bilang karagdagan sa isang pagtaas sa lagkit ng electrolyte, ang mababang temperatura ay maaari ring maging sanhi ng pagtaas ng paglaban ng iba pang mga sangkap ng isang baterya ng alkalina. Karaniwan, ang panloob na pagtutol ng isang baterya ay nagdaragdag habang bumababa ang temperatura, lalo na dahil sa pagbawas sa kondaktibiti ng materyal. Sa ilalim ng mababang mga kondisyon ng temperatura, ang mga conductive na katangian ng mga materyales sa elektrod tulad ng zinc at manganese dioxide ay magpapahina, na nakakaapekto sa kahusayan ng pagpapadaloy ng mga electron.