عوامل مؤثر بر ظرفیت باتری کدامند؟

در زمستانهای سرد، هنگامی که گوشی موبایل خود را در فضای باز استفاده می‌کنیم، متوجه می‌شویم که باتری سریع‌تر از تابستان خالی می‌شود؛ باتری‌های قابل شارژ سریع، سریع‌تر از باتری‌های شارژ آهسته خالی می‌شوند. پس چه عواملی بر ظرفیت باتری ما تأثیر دارند؟

1. دما

دما تأثیر قابل توجهی بر ظرفیت باتری دارد. با افزایش دما، ظرفیت باتری افزایش می‌یابد. ابتدا افزایش دما واکنش‌های شیمیایی درون باتری را تسریع می‌کند و یون‌های لیتیوم سریع‌تر حرکت می‌کنند، بنابراین ظرفیت در دسترس افزایش می‌یابد.

ثانیاً در شرایط دمای پایین، الکترولیت ژله‌ای می‌شود، هدایت الکتریکی یون‌های لیتیوم کاهش می‌یابد و قطبی شدن اهمی، قطبی شدن غلظتی و قطبی شدن الکتروشیمیایی همه تشدید می‌شوند که نفوذ یون‌های لیتیوم را محدود می‌کند.

علاوه بر این، در دمای پایین، شبکه مواد الکترود مثبت و منفی منقبض می‌شود و کانال‌های جاسازی و استخراج یون‌های لیتیوم باریک‌تر می‌گردند، که برای انجام واکنش، انرژی بیشتری مورد نیاز دارد و در نتیجه قطبی‌سازی الکتروشیمیایی ایجاد می‌شود. دمای پایین موجب کندی نرخ انتقال بار در سطح الکترود می‌گردد، همانند چرخ‌هایی که روی جاده‌های یخی لیز می‌کنند، و یون‌ها در سطح مرزی تجمع پیدا می‌کنند و قطبی‌سازی ناشی از غلظت را ایجاد می‌کنند.

2. نرخ تخلیه

با کاهش نرخ تخلیه باتری، ظرفیت باتری نیز افزایش می‌یابد.

در نرخ‌های تخلیه پایین (مانند 0.2C)، یون‌های لیتیوم زمان بیشتری برای جداسازی از مواد الکترود مثبت و منفی دارند، که منجر به کاهش اتلاف قطبی‌سازی می‌شود. با این حال، در نرخ‌های تخلیه بالا (مانند 1C)، یون‌های لیتیوم بسیار سریع مهاجرت می‌کنند، به گونه‌ای که برخی از مواد فعال فرصت کافی برای واکنش سریع را ندارند، که منجر به کاهش بهره‌برداری از ظرفیت می‌شود.

نرخ تخلیه پایین مانند فشردن سفت خمیر دندان است، به طوری که تقریباً خالی می‌شود، اما اگر آهسته‌تر فشار دهید، هنوز می‌توانید مدتی دیگر از آن استفاده کنید.

3. نرخ شارژ

شارژ با نرخ پایین، اثر قطبی شدن درون باتری را کاهش می‌دهد. هرچه جریان شارژ پایین‌تر باشد، یون‌های لیتیوم به‌طور کامل‌تری از طریق ماده الکترودی پخش می‌شوند و اتلاف انرژی را به حداقل می‌رسانند. به زبان ساده، شارژ آهسته به باتری اجازه می‌دهد تا کاملاً شارژ شود، به این ترتیب می‌تواند قدرت بیشتری تحویل دهد.