來自以下機構的研究人員慕尼黑工業大學（慕尼黑工業大學）和亞琛工業大學德國的研究人員將高能量鈉離子電池 (SIB) 的電氣性能與採用磷酸鐵鋰 (LFP) 正極的先進高能量鋰離子電池 (LIB) 的電氣性能進行了比較。

研究團隊發現，與鋰離子電池相比，荷電狀態和溫度對鈉離子電池的脈衝電阻和阻抗的影響更大，這可能會影響設計選擇，並表明鈉離子電池可能需要更複雜的溫度和充電管理系統來優化性能，尤其是在較低的充電水平下。

• 為了進一步解釋脈衝電阻：這個術語指的是電池在突然受到功率需求時電壓下降的幅度。因此，研究表明，鈉離子電池比鋰離子電池更容易受到電量和溫度的影響。

研究：

科學家指出：「鈉離子電池（SIBs）通常被視為鋰離子電池（LIBs）的直接替代品。然而，鈉和鋰的電化學行為差異需要對正負極材料進行相應的調整。鋰離子電池通常使用石墨作為負極材料，而硬碳目前被認為是鈉離子電池最有前景的材料。」

他們還解釋說，他們的工作旨在填補研究空白，因為對於鈉離子電池在不同溫度和荷電狀態 (SOC) 下的電行為，目前仍然缺乏了解。

研究團隊特別進行了以下測量：在 10 攝氏度至 45 攝氏度的溫度範圍內進行電性能測量；在不同溫度下對全電池進行開路電壓測量；以及在 25 攝氏度下對相應電池的半電池進行測量。

「此外，我們還研究了溫度和荷電狀態（SOC）對直流電阻（R_DC）和恆定電流電化學阻抗譜（GEIS）的影響，」報告指出。 “為了檢驗動態條件下的可用容量、可用能量和能量效率，我們透過在不同溫度下施加不同的負載速率進行了倍率性能測試。”

研究人員測量了三種電池：鋰離子電池、採用鎳錳鐵正極的鈉離子電池和採用磷酸鐵鋰正極的鋰離子電池。這三種電池均表現出電壓滯後現象，即其開路電壓在充電和放電過程中存在差異。

「有趣的是，對於鈉離子電池（SIBs）而言，滯後現象主要發生在低荷電狀態（SOC）下，根據半電池測量結果，這很可能是由於硬碳負極造成的，」學者們強調。 「鋰離子電池（LIB）的直流電阻（R_DC）和阻抗對荷電狀態的依賴性很小。相比之下，對於鈉離子電池，當荷電狀態低於30%時，直流電阻和阻抗會顯著增加，而更高的荷電狀態則會產生相反的效果，導致直流電阻和阻抗值降低。」直流電阻和阻抗值降低。」

此外，他們還證實，鈉離子電池的直流電阻 (R_DC) 和阻抗的溫度依賴性高於鋰離子電池。 「鋰離子電池的測試表明，荷電狀態 (SOC) 對往返效率的影響並不顯著。相比之下，將鈉離子電池的荷電狀態從 50% 循環到 100% 可以將效率損失降低一半以上，而從 0% 循環到 50% 則無法達到此效果較高。」他們進一步解釋道，並指出，在荷離子循環範圍內的低離子狀態會顯著提高。