امروز می خواهیم یک موضوع بسیار عملی را بررسی کنیم: چرا باتری ها در دمای بالا و پایین متفاوت رفتار می کنند؟ از گوشی های هوشمند تا اتومبیل های الکتریکی،باتری ها تقریبا به بخشی از زندگی ما تبدیل شده انداما آیا متوجه شده اید که در یک روز گرم تابستان، باتری تلفن به سرعت خالی می شود، و در یک روز سرد زمستان، باتری به طور ناگهانی انرژی خود را از دست می دهد؟دقیقاً علم پشت این چیه؟نگران نباش، ميبرمت تا بفهمي

1خواص فیزیکی و شیمیایی مواد باتری
اول از همه، ما باید در مورد هسته باتری صحبت کنیم - ماده. عملکرد یک باتری به شدت به مواد مورد استفاده بستگی دارد.مواد مختلف حساسیت متفاوتی به دمای مختلف دارنددر درجه حرارت بالا، برخی از مواد ممکن است فعال تر و رسانا شوند؛ اما در درجه حرارت پایین،ممکن است سست شوند یا حتی شکست بخورندمثل اینکه، اگر یک گیاه گرمسیری را به طور ناگهانی در قطب شمال سرد رشد دهید، زمان سختی برای انطباق خواهد داشت.

2رابطه بین رسانایی و دمای
بعد، بیایید در مورد رسانایی صحبت کنیم. رسانایی اندازه گیری توانایی یک ماده برای هدایت برق است، و به ویژه حساس به دمای است. در دمای بالا،رسانایی الکتریکی مواد باتری به طور معمول افزایش می یابددر درجه حرارت پایین، وضعیت کاملاً برعکس است.مقاومت داخلی باتری افزایش خواهد یافتبه همین دلیل است که باتری گوشی شما در ماه های سرد زمستان خیلی سریع کم می شود.
3تفاوت در رفتار الکترولیت ها
حالا، بیایید درباره الکترولیت ها صحبت کنیم. الکترولیت وسیله جریان یون در باتری است، و عملکرد آن به طور مستقیم بر کارایی شارژ و تخلیه باتری تاثیر می گذارد.در دمای بالا، الکترولیت می تواند مایع خوبی را حفظ کند، اما در دمای پایین، ممکن است بچسبد یا حتی جامد شود. این مانند یخ زدن رودخانه است.آبدر زمستان، که به طور جدی بر هدایت یون در داخل باتری تاثیر می گذارد و منجر به کاهش عملکرد باتری می شود.
4اثرات گسترش و انقباض حرارتی
علاوه بر این، ما نمی توانیم اثرات گسترش و انقباض حرارتی را نادیده بگیریم..اگر به درستی کنترل نشود، این گسترش و انقباض ممکن است منجر به آسیب به ساختار باتری شود، که به نوبه خود می تواند عملکرد و عمر باتری را تحت تاثیر قرار دهد.اگر پایه محکم نباشد، کمترین مقدار باد و چمن می تواند مشکلاتی ایجاد کند.

5محدودیت های حرکتی واکنش های شیمیایی
فرآیند شارژ و تخلیه باتری در واقع یک فرآیند از یک سری واکنش های شیمیایی است. این واکنش های شیمیایی در دمای بالا تسریع می شوند اما در دمای پایین کند می شوند.تصور کن چقدر سخته که یه گروه از مردم بتونن با سرعت در باد سرد زمستون در یک ماراتن بدوندبه طور مشابه، دمای پایین می تواند واکنش های شیمیایی داخل باتری را کند کند و منجر به کاهش عملکرد شارژ و تخلیه باتری شود.
6. در نظر گرفتن ایمنی باتری
ایمنی یک عامل مهم است که نمی تواند در طراحی باتری نادیده گرفته شود. در دمای بالا، باتری ممکن است در معرض خطر گرم شدن بیش از حد یا حتی فرار حرارتی باشد، در حالی که در دمای پایین،کاهش عملکرد باتری ممکن است بر استفاده از دستگاه تأثیر بگذارد.بنابراین، تولیدکنندگان باتری باید باتری ها را با توجه به این عوامل دمایی طراحی کنند تا اطمینان حاصل شود که باتری ها هم امن و هم قابل اعتماد هستند.این مثل طراحی یک ماشین است که هم در بزرگراه کار می کند و هم در جاده های کوهستانی.

7راه حل ها و چالش های فعلی
دانشمندان و مهندسان راه حل هایی برای این چالش ها ایجاد کرده اند. به عنوان مثال، عملکرد باتری در دمای پایین می تواند با استفاده از مواد و طرح های خاص بهبود یابد.این راه حل ها اغلب با هزینه و چالش های فنی مواجه می شوندچگونگی بهبود عملکرد باتری در حالی که کنترل هزینه ها و تضمین ایمنی یک مشکل است که تولید کنندگان باتری باید آن را حل کنند.

از طریق بحث، ما در مورد پیچیدگی تفاوت عملکرد باتری در دمای بالا و پایین آموختیم.,با تحقیقات و نوآوری مداوم، ما دلیل داریم که انتظار داشته باشیم باتری های آینده قادر به مقابله بهتر با چالش های دمای بالا و پایین باشند.مثل يه ماراتن بدون پايان در چشم، و دانشمندان و مهندسان در حال حرکت به جلو برای رسیدن به مقاصد جدید هستند.