研究結(jié)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。脈沖電阻是指突然施加功率需求時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)行為差異意味著需要對陽極和陰極進(jìn)行調(diào)整。”硬碳目前被視為SIB最有前途的陽極材料。
為了全面評估兩種電池的性能，研究團(tuán)隊在10℃至45℃的溫度范圍內(nèi)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，他們還通過在不同溫度下施加不同的負(fù)載率進(jìn)行了倍率能力測試，以檢查動態(tài)條件下的可用容量、可用能量和能源效率。
研究發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)了電壓滯后現(xiàn)象，即充電和放電時開路電壓不同。對于SIB，滯后現(xiàn)象主要發(fā)生在低SOC下，這可能是由于硬碳陽極造成的。相比之下，LIB的R_DC和阻抗對SOC的依賴性很小，而SIB在SOC低于30%時，R_DC和阻抗會顯著增加。
此外，研究團(tuán)隊還確定了SIB的R_DC和阻抗的溫度依賴性高于LIB。他們指出，與較低的SOC范圍相比，在較高的SOC范圍內(nèi)循環(huán)電池時，SIB的效率會大幅提高。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(xiàng)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(tuán)隊總結(jié)道：“我們的研究結(jié)果表明，循環(huán)過程中的充電狀態(tài)會顯著影響鈉離子電池的效率，因此應(yīng)在設(shè)計和管理系統(tǒng)中予以充分考慮。”
