钠电池的参数及特性

钠离子电池（SIB）作为锂离子电池（LIB）的潜在替代技术，因其资源丰富和成本优势受到广泛关注。以下是其核心参数及特性总结：

一、关键参数

1. 电压范围

   • 工作电压：2.0–3.7 V（平均3.0 V），低于锂电（3.2–4.2 V），需更多串联以达到相同系统电压。

   • 能量密度

     • 质量能量密度：100–160 Wh/kg（磷酸铁锂：120–200 Wh/kg）

     • 体积能量密度：200–300 Wh/L（约为锂电的70%）。

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2. 循环寿命

   • 2000–6000次（依赖材料体系，如普鲁士蓝类似物可达5000次以上），接近磷酸铁锂电池。

3. 倍率性能

   • 快充能力优异（10C以上），因钠离子斯托克斯半径小，电解液扩散速率高。

4. 温度适应性

   • 工作范围：-40℃–60℃，低温性能优于锂电（-20℃容量保持率＞80%）。

5. 自放电率

   • 约5%/月（与锂电相当）。

二、核心特性

1. 材料优势

   • 正极：层状氧化物（NaCoO₂）、聚阴离子化合物（Na₃V₂(PO₄)₃）、普鲁士蓝类似物（低成本，高理论容量）。

   • 负极：硬碳（主流，容量250–300 mAh/g）、软碳或合金材料。

   • 电解液：六氟磷酸钠（NaPF₆）或有机钠盐，与锂电工艺兼容。

2. 成本优势

   • 原材料成本比锂电低30–40%（钠资源丰富，无需钴、镍等贵金属）。

3. 安全性

   • 热稳定性高，不易热失控；过放电耐受性强（可放电至0V）。

4. 环保性

   • 无重金属污染，回收流程简单。

三、应用场景

• 大规模储能：电网调频、风光储能（成本敏感型场景）。

• 低速电动车：电动自行车、物流车（对能量密度要求较低领域）。

• 备用电源：通信基站、数据中心（利用宽温域特性）。

• 钠电池在固定储能和特定交通领域已具备商业化潜力，未来技术迭代后或与锂电池形成互补格局。​