Vilka faktorer är relaterade till batterikapaciteten?

Under kalla vintermånader, när vi använder våra mobiltelefoner utomhus, märker vi att batteriet tar slut snabbare än på sommaren; batterier som laddas snabbt tar slut snabbare än batterier som laddas långsamt. Vilka faktorer är då relaterade till vår batterikapacitet?

1. Temperatur

Temperatur har en betydande påverkan på batterikapaciteten. När temperaturen stiger ökar batteriets kapacitet. För det första främjar stigande temperatur de kemiska reaktionerna i batteriet, och lithiumjoner rör sig snabbare, så den tillgängliga kapaciteten ökar.

För det andra, vid låga temperaturer blir elektrolyten viskös, ledningsförmågan hos lithiumjonerna minskar, och ohmisk polarisation, koncentrationspolarisation samt elektrokemisk polarisation förvärras alla, vilket hindrar inbäddningen av lithiumjoner.

Dessutom krymper gittern i de positiva och negativa elektrodmaterialet vid låga temperaturer, och kanalerna för litiumjonernas inbäddning och extraktion blir smalare, vilket kräver mer energi för att slutföra reaktionen och därmed orsakar elektrokemisk polarisation. Låga temperaturer saktar ner laddningstransfertakten på elektrodens yta, ungefär som hjul som glider på isiga vägar, och jonerna ackumuleras vid gränssnittet och bildar koncentrationspolarisation.

2. Urladdningshastighet

När batteriets urladdningshastighet minskar ökar också batterikapaciteten.

Vid låga urladdningshastigheter (t.ex. 0,2C) har litiumjonerna mer tid att deinterkalera från de positiva och negativa elektrodmaterialet, vilket minskar polarisationsförlusterna. Vid höga urladdningshastigheter (t.ex. 1C) vandrar litiumjonerna dock för snabbt, vilket förhindrar att vissa aktiva ämnen reagerar snabbt, vilket resulterar i reducerad kapacitetsutnyttjande.

En låg urladdningshastighet är som att trycka hårt på en tub tandkräm tills den nästan är tom, men om du trycker långsammare kan du fortfarande använda den en stund till.

3. Laddningshastighet

Att ladda vid en låg hastighet minskar polariseringseffekten i batteriet. Ju lägre laddningsström, desto mer fullständigt diffunderar litiumjonerna genom elektrodmaterialen, vilket minimerar energiförluster. Med andra ord gör långsam laddning att batteriet kan laddas fullt, vilket gör att det kan avge mer effekt.