Efeitos de cargas moderadas de consumo de energia em baterias alcalinas

Baterias alcalinas têm maior densidade de energia e exibem boas características de descarga em aplicações de baixa potência, mas seu desempenho gradualmente se degrada sob cargas de potência média. À medida que a corrente de carga aumenta, a resistência interna da bateria começa a afetar significativamente o desempenho da bateria. Os dispositivos de consumo médio de energia exigem que a bateria forneça saída de corrente estável. Durante esse processo, a bateria alcalina precisa completar sua reação eletroquímica interna a uma velocidade mais rápida, o que causará alguns efeitos colaterais dentro da bateria, como aumento da resistência interna e calor. As perdas aumentam.
A resistência interna das baterias alcalinas aumenta à medida que a corrente de descarga aumenta. Quando a corrente de carga aumenta para dezenas ou centenas de miliampes, a tensão de saída da bateria diminui significativamente devido à queda de tensão causada pela resistência interna da bateria. Essa queda de tensão impede que o dispositivo obtenha a tensão estável necessária, especialmente em dispositivos que requerem tensões mais altas, o que pode causar desempenho reduzido do dispositivo ou falha anterior da bateria.
Eficiência energética e perdas
Sob cargas moderadas de consumo de energia, a eficiência energética das baterias alcalinas é tipicamente menor que sua capacidade nominal. Devido à corrente de carga grande, as reações químicas da bateria não podem utilizar completamente os materiais ativos no interior. À medida que a corrente aumenta, a reação entre o ânodo de zinco e o cátodo de dióxido de manganês acelera, mas também produz mais subprodutos, como uma camada de passivação de zinco, que afeta a eficiência geral da reação química da bateria.
Além disso, à medida que a corrente aumenta, o mesmo acontece com a perda de calor interna da bateria. O eletrólito dentro das baterias alcalinas tem maior probabilidade de gerar calor sob consumo moderado de energia, especialmente durante longos períodos de descarga. A geração de calor não apenas reduz a saída de energia real, mas também acelera o processo de envelhecimento da bateria. O calor excessivo pode fazer com que o eletrólito evapore ou vaze, reduzindo a vida útil da bateria.