El mecanismo de impacto de la baja temperatura en las pilas alcalinas.

A bajas temperaturas, la velocidad de reacción electroquímica disminuye significativamente, lo que resulta en una reducción de la corriente de salida de la batería. Según la ecuación de Arrhenius, la velocidad de la reacción química tiene una relación exponencial con la temperatura, y una disminución de la temperatura ralentizará significativamente la eficiencia del intercambio de electrones e iones entre las sustancias que reaccionan. Para pilas alcalinas , se requieren cinéticas de reacción específicas para la oxidación del ánodo de zinc y la reducción del cátodo de dióxido de manganeso. Las bajas temperaturas dan como resultado una energía insuficiente para las partículas en los materiales de los electrodos y electrolitos, lo que dificulta las reacciones electroquímicas eficientes. Esto evita que el zinc se oxide rápidamente y también se inhibe la reacción de reducción del dióxido de manganeso, lo que hace que la batería no pueda proporcionar una corriente estable.
La viscosidad del electrolito aumenta.
El electrolito en las pilas alcalinas suele ser una solución de hidróxido de potasio, que se encarga de aportar iones OH⁻ para participar en la reacción electroquímica. A bajas temperaturas, la viscosidad del electrolito aumenta significativamente, lo que hace que los iones migren más lentamente. La migración de iones es una parte importante del intercambio de electrones dentro de la batería. Cuando el movimiento de los iones de hidróxido en el electrolito se vuelve lento, la conductividad de la batería se reducirá significativamente.
A bajas temperaturas, el aumento de la viscosidad del electrolito aumentará la resistencia interna de la batería, impidiendo que la corriente fluya suavemente, provocando que el voltaje de salida de la batería caiga. Una mayor resistencia no sólo afecta la capacidad de descarga instantánea de la batería, sino que también hace que la batería se caliente, lo que reduce aún más su eficiencia energética.
La resistencia interna de la batería aumenta
Además de un aumento de la viscosidad del electrolito, las bajas temperaturas también pueden provocar un aumento de la resistencia de otros componentes de una batería alcalina. Normalmente, la resistencia interna de una batería aumenta a medida que disminuye la temperatura, principalmente debido a una disminución en la conductividad del material. En condiciones de baja temperatura, las propiedades conductoras de los materiales de los electrodos, como el zinc y el dióxido de manganeso, se debilitarán, afectando la eficiencia de conducción de los electrones.