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术语表 · 储能

钠离子电池

与锂离子电池原理类似、但使用储量丰富的钠离子的可充电电池,以能量密度换取更低的材料成本和更好的低温性能。

钠离子电池和锂离子电池一样采用“摇椅”原理,只不过在电极之间来回移动的是 Na+ 离子。钠离子太大,难以高效嵌入石墨,所以负极通常用硬碳。正极有层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物,以及磷酸钒钠等聚阴离子化合物。

电芯标称电压:约 2.8–3.2 V
电芯能量密度:约 100–175 Wh/kg(2024–2025 年商用电芯)
循环寿命:约 2,000–6,000 次,取决于化学体系

优点:钠在地壳中的丰度约为锂的一千倍;正负极集流体都可以用铝(负极不需要铜);-20 °C 时电芯仍保有约 85–90% 的容量;还能在 0 V 状态下储存和运输,更安全。缺点是能量密度低于 LFP,供应链也不成熟。

中国在 2023–2024 年开始量产(CATL、BYD、中科海钠),面向小型电动车、两轮车和固定式储能。能否与 LFP 成本持平,很大程度上看锂价;2023–2024 年碳酸锂价格暴跌后,钠电池的短期成本优势缩小了。

相关术语

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  • 锂离子电池

    锂离子在石墨负极与金属氧化物或磷酸盐正极之间来回穿梭的可充电电池;电动汽车和电网储能的主流电化学体系。

  • 磷酸铁锂(LFP)

    一种锂离子正极材料(LiFePO4),以安全、循环寿命长、成本低著称,但能量密度低于镍基电池。

  • 液流电池

    把能量储存在外部储罐液态电解液中的电化学电池,功率(电堆规模)和能量(储罐容积)可以分别扩展。

  • 能量密度

    燃料或储能介质单位质量(比能量,Wh/kg 或 MJ/kg)或单位体积(Wh/L 或 MJ/L)储存的能量。

  • BESS(电池储能系统)

    完整的并网或现场电池装置,包括电芯、电池管理、功率变换、热管理和控制系统。