Hvilke faktorer er relateret til batterikapacitet?

Om vinteren, når vi bruger vores mobiltelefoner udendørs, opdager vi, at batteriet løber tom mere end om sommeren; hurtig opladte batterier løber tom hurtigere end langsomt opladte batterier. Så hvilke faktorer er relateret til vores batterikapacitet?

1. Temperatur

Temperatur har en betydelig indvirkning på batterikapaciteten. Når temperaturen stiger, øges batteriets kapacitet. Først og fremmest fremmer stigende temperatur kemiske reaktioner inden i batteriet, og lithiumioner bevæger sig hurtigere, så den tilgængelige kapacitet øges.

For det andet bliver elektrolytten viskøs under lave temperaturforhold, ledningsevnen for lithiumioner falder, og ohmsk polarisation, koncentrationspolarisation og elektrokemisk polarisation forværres alle, hvilket hæmmer indlejringen af lithiumioner.

Desuden krymper gitteret i de positive og negative elektrodematerialer ved lave temperaturer, og kanalerne for litiumioners indarbejdning og udvinding bliver smallere, hvilket kræver mere energi for at gennemføre reaktionen og resulterer i elektrokemisk polarisering. Lav temperatur nedsætter ladningsoverførselshastigheden på elektrodeoverfladen, ligesom hjul, der glider på isdækkede veje, og ioner ophobes ved grænsefladen og danner koncentrationspolarisering.

2. Udlastningsrate

Når batteriets udlastningsrate falder, stiger batterikapaciteten også.

Ved lave udlastningsrater (såsom 0,2C) har litiumionerne mere tid til at deinterkalere fra de positive og negative elektrodematerialer, hvilket reducerer polariseringsforluster. Ved høje udlastningsrater (såsom 1C) vandrer litiumionerne dog for hurtigt, hvilket forhindrer nogle aktive stoffer i at reagere hurtigt nok, og resulterer dermed i reduceret udnyttelse af kapaciteten.

En lav afladningsrate er som at presse tandpasta hårdt, indtil den næsten er tom, men hvis du presser langsommere, kan du stadig bruge den i en periode.

3. Opladningsrate

At oplade med en lav rate reducerer polariseringseffekten i batteriet. Jo lavere opladningsstrøm, desto mere fuldt ud diffunderer lithiumionerne gennem elektrodematerialet, hvilket minimerer energitabet. Med andre ord giver langsom opladning batteriet mulighed for at blive fuldt opladet, så det kan levere mere effekt.