Welke factoren hangen samen met de batterijcapaciteit?

In de koude winter, wanneer we met onze mobiele telefoons naar buiten gaan, merken we dat de batterij sneller leeg is dan in de zomer; snellaadbatterijen raken sneller leeg dan batterijen die langzaam worden opgeladen. Welke factoren hangen dus samen met de batterijcapaciteit?

1. Temperatuur

Temperatuur heeft een aanzienlijke invloed op de accucapaciteit. Wanneer de temperatuur stijgt, neemt de capaciteit van de accu toe. Ten eerste bevordert een hogere temperatuur de chemische reacties binnen de accu, en lithiumionen bewegen sneller, waardoor de beschikbare capaciteit toeneemt.

Ten tweede wordt onder lage temperatuuromstandigheden de elektrolyt viskeus, neemt de geleidbaarheid van lithiumionen af, en worden ohmse polarisatie, concentratiepolarisatie en elektrochemische polarisatie verergerd, wat het inbedden van lithiumionen belemmert.

Bovendien krimpt het rooster van de positieve en negatieve elektrodematerialen bij lage temperaturen, en de kanalen voor het in- en uitlaten van lithiumionen worden smaller, waardoor meer energie nodig is om de reactie te voltooien, wat resulteert in elektrochemische polarisatie. Lage temperaturen vertragen de ladingsoverdrachtsnelheid op het elektrodeoppervlak, net als wielen die slippen op een ijsbaan, en ionen verzamelen zich op de interface en vormen concentratiepolarisatie.

2. Ontlaadsnelheid

Naarmate de ontlaadsnelheid van de accu afneemt, neemt ook de capaciteit van de accu toe.

Bij lage ontlaadsnelheden (zoals 0,2C) hebben lithiumionen meer tijd om tussen de positieve en negatieve elektrodematerialen te verdwijnen, waardoor polarisatieverliezen worden verminderd. Bij hoge ontlaadsnelheden echter (zoals 1C) migreren lithiumionen te snel, waardoor sommige actieve stoffen niet snel genoeg kunnen reageren, wat resulteert in een verminderde capaciteitsbenutting.

Een lage ontladingsgraad is als een tube tandpasta hard uitknijpen totdat deze bijna leeg is, maar als je langzamer knijpt, kun je het nog een tijdje gebruiken.

3. Laadsnelheid

Laden met een lage snelheid vermindert het polarisatie-effect binnen de accu. Hoe lager de laadstroom, hoe voller de lithium-ionen zich door het elektrodemateriaal verspreiden, waardoor energieverlies wordt geminimaliseerd. Simpel gezegd: langzaam laden stelt de accu in staat volledig opgeladen te worden, zodat deze meer vermogen kan leveren.