Mekanisme kesan suhu rendah pada bateri alkali

Pada suhu yang rendah, kadar tindak balas elektrokimia berkurangan dengan ketara, mengakibatkan pengurangan arus output bateri. Menurut persamaan Arrhenius, kadar tindak balas kimia mempunyai hubungan eksponen dengan suhu, dan penurunan suhu akan melambatkan kecekapan pertukaran elektron dan ion antara bahan yang bertindak balas. Untuk bateri alkali , kinetik tindak balas khusus diperlukan untuk pengoksidaan anod zink dan pengurangan katod mangan dioksida. Suhu yang rendah mengakibatkan tenaga yang tidak mencukupi untuk zarah dalam bahan elektrod dan elektrolit, menghalang tindak balas elektrokimia yang cekap. Ini menghalang zink daripada dioksidakan dengan cepat, dan tindak balas pengurangan mangan dioksida juga dihalang, mengakibatkan bateri tidak dapat memberikan arus yang stabil.
Kelikatan elektrolit meningkat
Elektrolit dalam bateri alkali biasanya merupakan penyelesaian kalium hidroksida, yang bertanggungjawab untuk menyediakan ion OH⁻ untuk mengambil bahagian dalam reaksi elektrokimia. Pada suhu yang rendah, kelikatan elektrolit meningkat dengan ketara, menyebabkan ion bermigrasi lebih perlahan. Penghijrahan ion adalah bahagian penting pertukaran elektron dalam bateri. Apabila pergerakan ion hidroksida dalam elektrolit menjadi lembap, kekonduksian bateri akan dikurangkan dengan ketara.
Pada suhu yang rendah, peningkatan kelikatan elektrolit akan meningkatkan rintangan dalaman bateri, menghalang arus dari mengalir dengan lancar, menyebabkan voltan output bateri jatuh. Rintangan yang lebih tinggi bukan sahaja menjejaskan keupayaan pelepasan seketika bateri, tetapi juga menyebabkan bateri memanaskan, mengurangkan kecekapan tenaga bateri.
Rintangan bateri dalaman meningkat
Sebagai tambahan kepada peningkatan kelikatan elektrolit, suhu rendah juga boleh menyebabkan peningkatan rintangan komponen lain dari bateri alkali. Biasanya, rintangan dalaman bateri meningkat apabila suhu berkurangan, terutamanya disebabkan oleh penurunan kekonduksian bahan. Di bawah keadaan suhu rendah, sifat konduktif bahan elektrod seperti zink dan mangan dioksida akan melemahkan, yang mempengaruhi kecekapan pengaliran elektron.