Какви фактори са свързани с капацитета на батерията?

През студената зима, когато използваме мобилните си телефони навън, забелязваме, че батерията се изразходва по-бързо в сравнение с лятото; батерии, които се зареждат бързо, се изразходват по-бързо в сравнение с тези, които се зареждат бавно. Тогава какви фактори са свързани с нашия капацитет на батерията?

1. Температура

Температурата оказва значително влияние върху капацитета на батерията. Когато температурата се покачва, капацитетът на батерията се увеличава. Първо, повишаването на температурата стимулира химичните реакции вътре в батерията и йони на литий се движат по-бързо, което води до увеличение на наличния капацитет.

Второ, при ниски температури електролитът става вискозен, проводимостта на йоните на литий намалява, а омичната поляризация, концентрационната поляризация и електрохимичната поляризация се влошават, което затруднява внедряването на йоните на литий.

Освен това, решетката на положителните и отрицателните електродни материали се свива при ниски температури, а каналите за внедряване и извличане на литиеви йони стават по-тесни, което изисква повече енергия за завършване на реакцията, водейки до електрохимична поляризация. Ниските температури забавят скоростта на зарядния пренос върху повърхността на електродите, подобно на колела, които се плъзгат по заледени пътища, а йоните се натрупват на границата на раздела, формирайки концентрационна поляризация.

2. Скорост на изтощване

С намаляването на скоростта на изтощване на батерията, увеличава се и нейният капацитет.

При ниски скорости на изтощване (например 0.2C), литиевите йони имат повече време да се отделят от положителните и отрицателните електродни материали, намалявайки загубите от поляризация. Въпреки това, при високи скорости на изтощване (например 1C), литиевите йони се мигрират твърде бързо, което попречва на някои активни вещества бързо да реагират, водейки до намалено използване на капацитета.

Ниска скорост на изтощване е като да натискаш силно пастата за зъби, докато почти се свърши, но ако натиснеш по-бавно, все още можеш да я използваш известно време.

3. Скорост на зареждане

Зареждането с ниска скорост намалява поляризационния ефект в батерията. Колкото по-нисък е зарядният ток, толкова по-пълно литиевите йони се разпределят през електродния материал, което минимизира загубата на енергия. Просто казано, бавното зареждане позволява батерията да се зареди напълно, което ѝ дава възможност да осигурява повече енергия.