来自以下机构的研究人员慕尼黑工业大学（慕尼黑工业大学）和亚琛工业大学德国的研究人员将高能量钠离子电池 (SIB) 的电性能与采用磷酸铁锂 (LFP) 正极的先进高能量锂离子电池 (LIB) 的电性能进行了比较。

研究团队发现，与锂离子电池相比，荷电状态和温度对钠离子电池的脉冲电阻和阻抗的影响更大，这可能会影响设计选择，并表明钠离子电池可能需要更复杂的温度和充电管理系统来优化性能，尤其是在较低的充电水平下。

• 为了进一步解释脉冲电阻：该术语指的是电池在突然受到功率需求时电压下降的幅度。因此，研究表明，钠离子电池比锂离子电池更容易受到电量和温度的影响。

研究：

科学家们指出：“钠离子电池（SIBs）通常被视为锂离子电池（LIBs）的直接替代品。然而，钠和锂的电化学行为差异需要对正负极材料进行相应的调整。锂离子电池通常使用石墨作为负极材料，而硬碳目前被认为是钠离子电池最有前景的材料。”

他们还解释说，他们的工作旨在填补研究空白​​，因为对于钠离子电池在不同温度和荷电状态 (SOC) 下的电行为，目前仍然缺乏了解。

研究团队特别进行了以下测量：在 10 摄氏度至 45 摄氏度的温度范围内进行电性能测量；在不同温度下对全电池进行开路电压测量；以及在 25 摄氏度下对相应电池的半电池进行测量。

“此外，我们还研究了温度和荷电状态（SOC）对直流电阻（R_DC）和恒电流电化学阻抗谱（GEIS）的影响，”报告指出。“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速率进行了倍率性能测试。”

研究人员测量了三种电池：锂离子电池、采用镍锰铁正极的钠离子电池和采用磷酸铁锂正极的锂离子电池。这三种电池均表现出电压滞后现象，即其开路电压在充电和放电过程中存在差异。

“有趣的是，对于钠离子电池（SIBs）而言，滞后现象主要发生在低荷电状态（SOC）下，根据半电池测量结果，这很可能是由于硬碳负极造成的，”学者们强调说。“锂离子电池（LIB）的直流电阻（R_DC）和阻抗对荷电状态的依赖性很小。相比之下，对于钠离子电池，当荷电状态低于30%时，直流电阻和阻抗会显著增加，而更高的荷电状态则会产生相反的效果，导致直流电阻和阻抗值降低。”

此外，他们还证实，钠离子电池的直流电阻 (R_DC) 和阻抗的温度依赖性高于锂离子电池。“锂离子电池的测试表明，荷电状态 (SOC) 对往返效率的影响并不显著。相比之下，将钠离子电池的荷电状态从 50% 循环到 100% 可以将效率损失降低一半以上，而从 0% 循环到 50% 则无法达到此效果。”他们进一步解释道，并指出，与在较低荷电状态范围内循环相比，在较高荷电状态范围内循环时，钠离子电池的效率会显著提高。