鈉離子電池(SIB)作為鋰離子電池(LIB)的潛在替代技術,因其資源豐富和成本優勢受到廣泛關注。以下是其核心參數及特性總結:
電壓范圍
工作電壓:2.0–3.7 V(平均3.0 V),低于鋰電(3.2–4.2 V),需更多串聯以達到相同系統電壓。
能量密度
質量能量密度:100–160 Wh/kg(磷酸鐵鋰:120–200 Wh/kg)
體積能量密度:200–300 Wh/L(約為鋰電的70%)。
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循環壽命
2000–6000次(依賴材料體系,如普魯士藍類似物可達5000次以上),接近磷酸鐵鋰電池。
倍率性能
快充能力優異(10C以上),因鈉離子斯托克斯半徑小,電解液擴散速率高。
溫度適應性
工作范圍:-40℃–60℃,低溫性能優于鋰電(-20℃容量保持率>80%)。
自放電率
約5%/月(與鋰電相當)。
材料優勢
正極:層狀氧化物(NaCoO?)、聚陰離子化合物(Na?V?(PO?)?)、普魯士藍類似物(低成本,高理論容量)。
負極:硬碳(主流,容量250–300 mAh/g)、軟碳或合金材料。
電解液:六氟磷酸鈉(NaPF?)或有機鈉鹽,與鋰電工藝兼容。
成本優勢
原材料成本比鋰電低30–40%(鈉資源豐富,無需鈷、鎳等貴金屬)。
安全性
熱穩定性高,不易熱失控;過放電耐受性強(可放電至0V)。
環保性
無重金屬污染,回收流程簡單。
大規模儲能:電網調頻、風光儲能(成本敏感型場景)。
低速電動車:電動自行車、物流車(對能量密度要求較低領域)。
備用電源:通信基站、數據中心(利用寬溫域特性)。