Matalan lämpötilan vaikutusmekanismi alkaliparistoihin

Matalassa lämpötiloissa sähkökemiallinen reaktionopeus laskee merkittävästi, mikä johtaa akun lähtövirran vähentymiseen. Arrhenius -yhtälön mukaan kemiallisella reaktionopeudella on eksponentiaalinen suhde lämpötilaan, ja lämpötilan lasku hidastaa merkittävästi elektronin ja ioninvaihtotehokkuutta reagoivien aineiden välillä. Puolesta emäksiset paristot , Sinkin anodin hapettumiseen tarvitaan spesifistä reaktiokinetiikkaa ja mangaanidioksidikatodin vähentämistä. Matalat lämpötilat johtavat riittämättömään energiaan hiukkasille elektrodimateriaaleissa ja elektrolyytteissä, estäen tehokkaita sähkökemiallisia reaktioita. Tämä estää sinkkiä hapettumisen nopeasti, ja myös mangaanidioksidin pelkistysreaktio on estetty, minkä seurauksena akku ei pysty tarjoamaan vakaa virtaa.
Elektrolyytin viskositeetti kasvaa
Alkaliparistojen elektrolyytti on yleensä kaliumhydroksidiliuosta, joka vastaa OH⁻ -ionien tarjoamisesta osallistua sähkökemialliseen reaktioon. Matalassa lämpötiloissa elektrolyytin viskositeetti kasvaa merkittävästi, aiheuttaen ionien siirtymisen hitaammin. Ionien siirto on tärkeä osa akun elektronienvaihtoa. Kun hydroksidi -ionien liike elektrolyytissä muuttuu hidas, akun johtavuus vähenee merkittävästi.
Matalassa lämpötiloissa elektrolyytin lisääntynyt viskositeetti lisää akun sisäistä vastusta, estäen virran virtaavan sujuvasti, aiheuttaen akun lähtöjännite pudota. Suurempi vastus ei vaikuta vain akun hetkelliseen purkauskyvyyn, vaan myös aiheuttaa akun lämmitykseen, mikä vähentää akun energiatehokkuutta edelleen.
Akun sisäinen vastus kasvaa
Elektrolyyttien viskositeetin lisääntymisen lisäksi matalat lämpötilat voivat myös aiheuttaa alkalisen akun muiden komponenttien vastustuskyvyn nousua. Tyypillisesti akun sisäinen vastus kasvaa, kun lämpötila laskee pääasiassa materiaalin johtavuuden vähenemisestä. Matalan lämpötilan olosuhteissa elektrodimateriaalien, kuten sinkin ja mangaanidioksidin, johtavat ominaisuudet heikentyvät, mikä vaikuttaa elektronien johtavuustehokkuuteen.