二次電池の動作温度が狭い理由

質問

デジカメなどに使われているリチウムイオン電池の説明書きに大抵
10～50゜Cの間で使用してください。
といったことが書かれてあります。
特に雪山など低温の環境で使用した場合には、充電容量が半分以下になるといったことを
よく耳にします。
これはなぜなのでしょうか？

電気化学反応がはネルンストの式で表されますが、20～30゜C程度の温度差ではそれほど大きな影響を与えることがないため、

電解質溶液の凝固点および沸点に近くなり、溶液の一部が溶液ではなくなるためでしょうか？

回答No.1

norokko · ベストアンサー

電池は化学反応によって放電しますので、周囲温度が低い程、反応が鈍くなり、容量が低下します。
これは活物質の反応性の低下と電池内部抵抗の増加によるものです。一方、高温では電池構成部品の性能
劣化を早めることがあるので、放電は-10～65℃の温度範囲内が良いです。中でも0～45℃が望ましい範囲です。
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACG4000/ACG4000PJ2.pdf

パナソニックのニッケル水素ページから引用しました。

充電容量ではなく、放電容量の話になりますが、私の理解では、低温では電解液の分子が動くスピードなどが遅くなったり、エネルギー反応力が低下して持っている容量を全て出すことが出来なくなるということです。
高温は、劣化が早まるからしないでほしいということです。鉛二次電池では４０℃か４５℃で寿命が半分になります。リチウムでも大なり小なり似たような感じです。

これは、別に一次電池でもリチウムでも同じことです。
現に、同じパナソニックの乾電池の使用説明では
「使用時の電池周囲温度は、5～45度でお使いください。温度が5度未満でなくても、低い場合は、電池の性能が十分に発揮できず、正常に作動しなかったり、使用時間が短くなったりすることがあります。
温度が45度を超えると、電池の性能劣化や電池が液漏れするおそれがあります。」とあります。

とはいっても、最近のニッケル水素などは低温にだいぶ強くなっています。エネループなどは雪山のデジカメに最適でした。