研究結果顯示，充電狀態(tài)和溫度對SIB的脈沖電阻和阻抗的影響較LIB更為顯著(zhù)。脈沖電阻是指突然施加功率需求時(shí)電池電壓下降的程度，而SIB在這方面比LIB更易受影響?？茖W(xué)家們指出：“鈉離子電池通常被視為鋰離子電池的直接替代品，但鈉和鋰的電化學(xué)行為差異意味著(zhù)需要對陽(yáng)極和陰極進(jìn)行調整。”硬碳目前被視為SIB最有前途的陽(yáng)極材料。
為了全面評估兩種電池的性能，研究團隊在10℃至45℃的溫度范圍內進(jìn)行了電性能測量，并研究了溫度和SOC對直流電阻(R_DC)和恒電流電化學(xué)阻抗譜(GEIS)的影響。此外，他們還通過(guò)在不同溫度下施加不同的負載率進(jìn)行了倍率能力測試，以檢查動(dòng)態(tài)條件下的可用容量、可用能量和能源效率。
研究發(fā)現，鋰離子電池、鎳錳鐵正極的鈉離子電池和磷酸鐵鋰正極的鋰離子電池均出現了電壓滯后現象，即充電和放電時(shí)開(kāi)路電壓不同。對于SIB，滯后現象主要發(fā)生在低SOC下，這可能是由于硬碳陽(yáng)極造成的。相比之下，LIB的R_DC和阻抗對SOC的依賴(lài)性很小，而SIB在SOC低于30%時(shí)，R_DC和阻抗會(huì )顯著(zhù)增加。
此外，研究團隊還確定了SIB的R_DC和阻抗的溫度依賴(lài)性高于LIB。他們指出，與較低的SOC范圍相比，在較高的SOC范圍內循環(huán)電池時(shí)，SIB的效率會(huì )大幅提高。將SIB從50% SOC循環(huán)到100% SOC可使效率損失減少一半以上。
這項研究成果已發(fā)表在《電源雜志》上，題為《商用鈉離子電池和磷酸鐵鋰電池的電氣性能比較》。研究團隊總結道：“我們的研究結果表明，循環(huán)過(guò)程中的充電狀態(tài)會(huì )顯著(zhù)影響鈉離子電池的效率，因此應在設計和管理系統中予以充分考慮。”
