Ich besitze einen alten iPod Classic mit originalem Lithium-Ionen-Polymer-Akku und nutze ihn hauptsächlich beim Laufen. Kürzlich habe ich festgestellt, dass bei niedrigen Außentemperaturen, normalerweise unter 5 ° C, der Akku sehr schnell leer ist, und ich meine 10 Minuten. Egal ob voll aufgeladen oder nicht, es geht immer schneller runter, als wenn es draußen 10 Grad oder mehr hat. Ich weiß, dass das Gerät 10 Jahre alt ist, also funktioniert es nicht mehr so gut wie im Neuzustand, aber ich bin neugierig, was der physikalische Grund dafür ist, dass die Batterie in kalter Umgebung schneller leer wird. Ich habe auch ein ähnliches Verhalten meines Laptop-Akkus festgestellt. Irgendeine Idee, warum das so ist?
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Hier habe ich ein paar Infos gefunden:
„Kälte Temperaturen erhöhen den Innenwiderstand und verringern die Kapazität. Batterien, die bei 27 °C (80 °F) 100 Prozent Kapazität liefern würden, liefern bei –18 °C (0 °F) normalerweise nur 50 Prozent. Die Kapazitätsabnahme ist linear mit der Temperatur. Die Kapazitätsabnahme ist vorübergehend und das Ausmaß der Abnahme hängt von der Batteriechemie ab.“
„Die Leistung aller Batteriechemien nimmt bei niedrigen Temperaturen drastisch ab. Bei –20 °C (–4 °F) hören die meisten Batterien auf Nickel-, Blei- und Lithiumbasis auf zu funktionieren.“
Alles , was Wikipedia über die Batteriekapazität sagen kann, ist:
„Der Bruchteil der gespeicherten Ladung, den eine Batterie liefern kann, hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Batteriechemie, der Rate, mit der die Ladung geliefert wird (Strom), der erforderlichen Klemmenspannung, der Lagerdauer, der Umgebungstemperatur und anderen Faktoren.“
Es sagt nichts darüber aus, wie die Kapazität vom Innenwiderstand des Elektrolyten abhängt.
Mein Chemiestudium ist schon eine Weile her, aber wenn ich mich richtig erinnere: Beim Lade-/Entladezyklus eines Akkus handelt es sich um die (hauptsächlich) reversible Bewegung positiver Ionen von der Kathode zur Anode. Um sich zu bewegen und Strom zu erzeugen, müssen die Ionen von der Anodenkristallstruktur freigesetzt und in die Kathode eingebaut werden. In Ihrem Fall sind die sich bewegenden Ionen Li+.
Ich gehe davon aus, dass dieser Prozess bei niedrigen Temperaturen länger dauert, da die Ionen weniger kinetische Energie besitzen. Das heißt nicht, dass sie nie in der Lage sein werden, sich zu bewegen, nur dass sie bei niedrigen Temperaturen im Vergleich zu höheren Temperaturen länger dafür brauchen. Der Strom fällt aufgrund dieses reduzierten Flusses ab und kann den Betrieb Ihres iPods nicht aufrechterhalten.
Im Wesentlichen wird der dynamische Betriebsbereich der Batterie reduziert – der Vorgang ist zunächst schnell genug, um ausreichend Strom zu erzeugen, fällt aber bei niedrigeren Temperaturen schneller ab.
Hier wird über einige coole neuere Forschungen zu Batteriestrukturen berichtet .
Ich werde warten, bis jemand mit neueren Kenntnissen mich korrigiert!
Hasan