Le mécanisme d'impact de basse température sur les batteries alcalines

À basse température, la vitesse de réaction électrochimique diminue de manière significative, entraînant une réduction du courant de sortie de la batterie. Selon l'équation d'Arrhenius, la vitesse de réaction chimique a une relation exponentielle avec la température, et une diminution de la température ralentira considérablement l'efficacité d'échange d'électrons et d'ions entre les substances réagissant. Pour batteries alcalines , une cinétique de réaction spécifique est nécessaire pour l'oxydation de l'anode de zinc et la réduction de la cathode de dioxyde de manganèse. Les basses températures entraînent une énergie insuffisante pour les particules dans les matériaux d'électrode et les électrolytes, ce qui entrave des réactions électrochimiques efficaces. Cela empêche le zinc d'être oxydé rapidement, et la réaction de réduction du dioxyde de manganèse est également inhibée, ce qui entraîne une batterie incapable de fournir un courant stable.
La viscosité des électrolytes augmente
L'électrolyte dans les batteries alcalines est généralement une solution d'hydroxyde de potassium, qui est responsable de fournir des ions OH⁻ pour participer à la réaction électrochimique. À basse température, la viscosité de l'électrolyte augmente considérablement, ce qui fait migrer les ions plus lentement. La migration des ions est une partie importante de l'échange d'électrons dans la batterie. Lorsque le mouvement des ions d'hydroxyde dans l'électrolyte devient lent, la conductivité de la batterie sera considérablement réduite.
À basse température, la viscosité accrue de l'électrolyte augmentera la résistance interne de la batterie, empêchant le courant de s'écouler en douceur, provoquant une baisse de la tension de sortie de la batterie. Une résistance plus élevée affecte non seulement la capacité de décharge instantanée de la batterie, mais provoque également la chauffage de la batterie, ce qui réduit davantage l'efficacité énergétique de la batterie.
La résistance à la batterie interne augmente
En plus d'une augmentation de la viscosité des électrolytes, les basses températures peuvent également provoquer une augmentation de la résistance des autres composants d'une batterie alcaline. En règle générale, la résistance interne d'une batterie augmente à mesure que la température diminue, principalement en raison d'une diminution de la conductivité du matériau. Dans des conditions à basse température, les propriétés conductrices des matériaux d'électrode telles que le zinc et le dioxyde de manganèse s'affaibliront, affectant l'efficacité de conduction des électrons.