Quali fattori sono correlati alla capacità della batteria?

Nel freddo inverno, quando usiamo il telefono all'aperto, notiamo che la batteria si scarica più rapidamente rispetto all'estate; le batterie con ricarica rapida si esauriscono più velocemente rispetto a quelle con ricarica lenta. Quali fattori dunque influenzano la capacità della nostra batteria?

1. Temperatura

La temperatura ha un impatto significativo sulla capacità della batteria. Con l'aumentare della temperatura, la capacità della batteria aumenta. Innanzitutto, l'aumento della temperatura promuove le reazioni chimiche all'interno della batteria, e ioni di litio si muovono più rapidamente, quindi la capacità disponibile aumenta.

In secondo luogo, in condizioni di bassa temperatura, l'elettrolita diventa viscoso, la conducibilità degli ioni di litio diminuisce, e la polarizzazione ohmica, la polarizzazione per concentrazione e la polarizzazione elettrochimica peggiorano tutte, ostacolando l'inserimento degli ioni di litio.

Inoltre, il reticolo dei materiali degli elettrodi positivo e negativo si contrae a basse temperature, e i canali per l'inserimento e l'estrazione degli ioni di litio diventano più stretti, richiedendo più energia per completare la reazione, causando una polarizzazione elettrochimica. Le basse temperature rallentano il tasso di trasferimento di carica sulla superficie dell'elettrodo, proprio come quando le ruote slittano su strade ghiacciate, e gli ioni si accumulano all'interfaccia formando una polarizzazione di concentrazione.

2. Tasso di scarica

Quando il tasso di scarica della batteria diminuisce, la capacità della batteria aumenta.

A bassi tassi di scarica (ad esempio 0,2C), gli ioni di litio hanno più tempo per deintercalarsi dai materiali degli elettrodi positivo e negativo, riducendo le perdite di polarizzazione. Tuttavia, ad alti tassi di scarica (ad esempio 1C), gli ioni di litio migrano troppo velocemente, impedendo ad alcune sostanze attive di reagire rapidamente, causando una ridotta utilizzazione della capacità.

Un basso tasso di scarica è come spremere con forza il dentifricio finché non è quasi vuoto, ma se lo sprechi più lentamente, puoi continuare a utilizzarlo per un po'.

3. Velocità di ricarica

Ricaricare a un ritmo ridotto diminuisce l'effetto di polarizzazione all'interno della batteria. Minore è la corrente di ricarica, più completamente gli ioni di litio si diffondono attraverso il materiale dell'elettrodo, riducendo al minimo la perdita di energia. In parole semplici, una ricarica lenta permette alla batteria di essere completamente carica, consentendole di erogare maggiore potenza.