アルカリ性電池に対する低温の衝撃メカニズム

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アルカリ性電池に対する低温の衝撃メカニズム

低温では、電気化学反応速度が大幅に低下し、バッテリー出力電流が減少します。 Arrhenius方程式によれば、化学反応速度は温度と指数関数的な関係を持ち、温度の低下により、反応物質間の電子とイオン交換効率が大幅に遅くなります。のために アルカリ電池 、特定の反応速度論は、亜鉛アノードの酸化と二酸化マンガンカソードの減少に必要です。低温は、電極材料と電解質の粒子にエネルギーが不十分であり、効率的な電気化学反応を妨げます。これにより、亜鉛が迅速に酸化されるのを防ぎ、二酸化マンガンの還元反応も阻害され、バッテリーは安定した電流を提供できません。
電解質の粘度が増加します
アルカリ電池の電解質は通常、水酸化カリウム溶液であり、これは電気化学反応に関与するOH-イオンを提供する責任があります。低温では、電解質の粘度が大幅に増加し、イオンがより遅く移動します。イオン移動は、バッテリー内の電子交換の重要な部分です。電解質中の水酸化物イオンの動きが遅くなると、バッテリーの導電率が大幅に低下します。
低温では、電解質の粘度の増加により、バッテリーの内部抵抗が増加し、電流が滑らかに流れなくなり、バッテリーの出力電圧が低下します。抵抗が高くなると、バッテリーの瞬間的な排出能力に影響するだけでなく、バ​​ッテリーが熱くなり、バッテリーのエネルギー効率がさらに低下します。
内部バッテリー抵抗が増加します
電解質の粘度の増加に加えて、低温はアルカリ電池の他の成分の耐性の増加も引き起こす可能性があります。通常、主に材料の導電率の低下により、温度が低下するにつれてバッテリーの内部抵抗が増加します。低温条件下では、亜鉛や二酸化マンガンなどの電極材料の導電性特性が弱まり、電子の伝導効率に影響します。