Cơ chế tác động của nhiệt độ thấp đối với pin kiềm

Ở nhiệt độ thấp, tốc độ phản ứng điện hóa giảm đáng kể, dẫn đến giảm dòng sản lượng pin. Theo phương trình Arrhenius, tốc độ phản ứng hóa học có mối quan hệ theo cấp số nhân với nhiệt độ và giảm nhiệt độ sẽ làm chậm đáng kể hiệu suất trao đổi electron và ion giữa các chất phản ứng. Vì Pin kiềm , Động học phản ứng cụ thể là cần thiết cho quá trình oxy hóa của cực dương kẽm và giảm catốt dioxide mangan. Nhiệt độ thấp dẫn đến không đủ năng lượng cho các hạt trong vật liệu điện cực và chất điện giải, cản trở các phản ứng điện hóa hiệu quả. Điều này ngăn chặn kẽm bị oxy hóa nhanh chóng và phản ứng giảm của dioxide mangan cũng bị ức chế, dẫn đến việc pin không thể cung cấp dòng điện ổn định.
Độ nhớt điện phân tăng
Chất điện phân trong pin kiềm thường là dung dịch kali hydroxit, chịu trách nhiệm cung cấp các ion OH⁻ để tham gia vào phản ứng điện hóa. Ở nhiệt độ thấp, độ nhớt của chất điện phân tăng đáng kể, khiến các ion di chuyển chậm hơn. Di chuyển ion là một phần quan trọng của trao đổi electron trong pin. Khi chuyển động của các ion hydroxit trong chất điện phân trở nên chậm chạp, độ dẫn của pin sẽ giảm đáng kể.
Ở nhiệt độ thấp, độ nhớt tăng của chất điện phân sẽ làm tăng điện trở bên trong của pin, ngăn dòng điện chảy trơn tru, khiến điện áp đầu ra của pin giảm. Điện trở cao hơn không chỉ ảnh hưởng đến khả năng xả tức thời của pin, mà còn khiến pin nóng lên, làm giảm thêm hiệu quả năng lượng của pin.
Điện trở pin bên trong tăng
Ngoài sự gia tăng độ nhớt của chất điện phân, nhiệt độ thấp cũng có thể gây ra sự gia tăng điện trở của các thành phần khác của pin kiềm. Thông thường, điện trở bên trong của pin tăng khi nhiệt độ giảm, chủ yếu là do độ dẫn của vật liệu giảm. Trong điều kiện nhiệt độ thấp, tính chất dẫn của vật liệu điện cực như kẽm và mangan dioxide sẽ suy yếu, ảnh hưởng đến hiệu quả dẫn của các electron.