Mechanizmus nárazu nízkej teploty na alkalických batériách

Pri nízkych teplotách sa elektrochemická reakcia výrazne znižuje, čo vedie k zníženiu výstupného prúdu batérie. Podľa Arrheniusova rovnica má rýchlosť chemickej reakcie exponenciálny vzťah s teplotou a zníženie teploty sa výrazne spomalí účinnosť elektrónovej a iónovej výmeny medzi reagujúcimi látkami. Pre alkalické batérie , Kinetika špecifickej reakcie je potrebná na oxidáciu anódy zinku a na zníženie katódy oxidu mangánu. Nízke teploty vedú k nedostatočnej energii pre častice v elektródových materiáloch a elektrolytoch, čo bráni účinným elektrochemickým reakciám. To bráni rýchlemu oxidovaniu zinku a redukčná reakcia oxidu mangánu je tiež inhibovaná, čo vedie k tomu, že batéria nie je schopná zabezpečiť stabilný prúd.
Zvyšuje sa viskozita elektrolytu
Elektrolyt v alkalických batériách je zvyčajne roztok hydroxidu draselného, ​​ktorý je zodpovedný za poskytnutie OH⁻ iónov na účasť na elektrochemickej reakcii. Pri nízkych teplotách sa viskozita elektrolytu výrazne zvyšuje, čo spôsobuje, že ióny migrujú pomalšie. Migrácia iónov je dôležitou súčasťou výmeny elektrónov v rámci batérie. Keď sa pohyb iónov hydroxidu v elektrolyte stane pomalým, vodivosť batérie sa výrazne zníži.
Pri nízkych teplotách zvýši viskozita elektrolytu zvýši vnútorný odpor batérie, čím zabráni plynulému prúdu prúdu, čo spôsobí pokles výstupného napätia batérie. Vyšší odpor ovplyvňuje nielen okamžitú schopnosť vybíjania batérie, ale tiež spôsobuje, že sa batéria zahrieva, čím sa ďalej znižuje energetická účinnosť batérie.
Zvyšuje sa vnútorný odpor batérie
Okrem zvýšenia viskozity elektrolytov môžu nízke teploty tiež spôsobiť zvýšenie odporu iných zložiek alkalickej batérie. Vnútorný odpor batérie sa zvyčajne zvyšuje so znižovaním teploty, predovšetkým kvôli zníženiu vodivosti materiálu. V podmienkach nízkej teploty vodivé vlastnosti elektródových materiálov, ako je oxid zinku a mangán, oslabia, čo ovplyvňuje účinnosť vodivosti elektrónov.