Hvorfor blir batterier dårligere når det er kaldt?

Kaldstart-problemer: Hvorfor svikter batteriene i kulden?

Vi har alle opplevd det: bilen som nekter å starte på en iskald vintermorgen, eller mobilen som plutselig dør midt i en viktig samtale når temperaturen kryper under null. Forklaringen ligger i batteriets kjemi og hvordan kulden påvirker den komplekse prosessen som genererer elektrisk strøm. Det handler ikke om at batteriet mister ladning, men om at det mister tilgang til den ladningen det har.

Batterier, spesielt de vanlige litiumionbatteriene som finnes i alt fra mobiltelefoner og bærbare datamaskiner til elbiler, er avhengige av en effektiv bevegelse av ioner – i dette tilfellet litiumioner – mellom to elektroder. Disse ionene bærer den elektriske ladningen. Tenk på det som en travel motorvei for små ladningsbærere.

Når temperaturen synker, skjer det en betydelig endring i denne "motorveien". Den indre elektriske motstanden i batteriet øker dramatisk. Dette betyr at litiumionene møter større friksjon og hindringer på reisen mellom elektrodene. De blir rett og slett tregere.

Denne reduksjonen i ionenes mobilitet fører til to hovedproblemer:

• Redusert kapasitet: Batteriet har fortsatt en viss ladning lagret, men en mindre andel av denne ladningen er tilgjengelig for bruk. Det er som å ha en full bensintank, men en motor som sliter med å trekke drivstoffet. Resultatet er kortere driftstid for elektroniske enheter og redusert rekkevidde for elbiler.

• Lavere strømstyrke: Selv om en del av ladningen er tilgjengelig, er strømstyrken – altså hvor raskt ladningen kan leveres – betydelig redusert. Dette er grunnen til at det kan være vanskelig å starte en bil i sterk kulde, eller hvorfor mobilen din kan være treg til å reagere. Det er ikke nok "kraft" tilgjengelig for å drive krevende oppgaver.

Det er viktig å merke seg at dette er en midlertidig effekt. Når temperaturen stiger, vil ionenes mobilitet øke, og batteriets ytelse vil vende tilbake til normalen. Men i mellomtiden kan det være lurt å ta forhåndsregler, som å lade batteriene grundig før kulden setter inn, og å holde dem varme om mulig. For elbiler kan det være aktuelt med batteriforvarming.

Til slutt kan det være verdt å nevne at ulike batterikjemier reagerer ulikt på kulde. Noen batterityper er mer robuste og tåler kulde bedre enn andre. Forskning på nye batteriteknologier fokuserer også på å forbedre ytelsen i lave temperaturer. Forbrukere bør være oppmerksomme på spesifikasjonene til sine batterier for å forstå hvordan de vil fungere under ulike temperaturforhold.