来自慕尼黑工业大学（慕尼黑工业大学）和亚琛工业大学德国的研究人员将高能钠离子电池（SIB）的电气性能与最先进的采用磷酸铁锂（LFP）阴极的高能锂离子电池（LIB）的电气性能进行了比较。

研究小组发现，充电状态和温度对 SIB 的脉冲电阻和阻抗的影响比 LIB 更大，这可能会影响设计选择，并表明 SIB 可能需要更复杂的温度和充电管理系统来优化性能，特别是在较低的充电水平下。

• 进一步解释脉冲电阻：该术语指的是当突然施加功率需求时电池电压下降的幅度。因此，研究表明，钠离子电池比锂离子电池更容易受到充电水平和温度的影响。

研究：

科学家们表示：“钠离子电池（SIB）通常被视为锂离子电池的直接替代品。然而，钠和锂的电化学行为差异要求阳极和阴极都进行调整。锂离子电池（LIB）通常使用石墨作为阳极材料，而对于钠离子电池（SIB），硬碳目前被视为最有前景的材料。”

他们还解释说，他们的工作旨在填补研究空白​​，因为对于 SIB 在不同温度和充电状态 (SOC) 方面的电气行为仍然缺乏了解。

研究团队具体进行了10℃~45℃温度范围内的电性能测量、不同温度下全电池的开路电压测量以及25℃下相应电池的半电池测量。

报告指出：“此外，我们还研究了温度和SOC对直流电阻（R DC）和恒电流电化学阻抗谱（GEIS）的影响。为了检验动态条件下的可用容量、可用能量和能量效率，我们通过在不同温度下施加不同的负载率进行了倍率性能测试。”

研究人员测量了锂离子电池、采用镍锰铁正极的钠离子电池以及采用磷酸铁锂电池正极的锂离子电池。这三种电池都表现出电压滞后现象，即它们的开路电压在充电和放电时有所不同。

“有趣的是，对于硅基电池（SIB），滞后现象主要发生在低SOC（荷电状态）下，根据半电池测量，这可能是由于硬碳阳极造成的，”学者们强调。“锂离子电池（LIB）的R DC和阻抗对SOC的依赖性很小。相比之下，对于硅基电池（SIB），当SOC低于30%时，R DC和阻抗会显著增加，而更高的SOC则会产生相反的效果，导致R DC和阻抗值降低。”

此外，他们还确定了硅基电池 (SIB) 的 R_DC 和阻抗的温度依赖性高于锂离子电池 (LIB)。“锂离子电池测试未显示 SOC 对往返效率的显著影响。相比之下，将 SIB 从 50% SOC 循环至 100% SOC 可使效率损失减少一半以上，而将 SIB 从 0% SOC 循环至 50% SOC 则可减少一半以上。”他们进一步解释说，并指出，与在较低 SOC 范围内循环相比，在较高 SOC 范围内循环电池时，SIB 的效率会大幅提升。