钠离子电池材料参数（汇总）

1、钠离子电池特性及优势

项目	钠离子电池	三元锂电池	磷酸铁锂电池	钒液流电池	铅酸电池
地壳丰度	2.6%	锂0.0017%、镍0.008%、钴0.002%	锂0.0017%	0.02%	0.0016%
资源保障	来源丰富，分布广泛，提炼简单	分布不均匀，锂集中在澳大利亚、南美等；镍在印尼、北美等；钴在刚果、澳大利亚	分布不均匀，我国已探明锂资源占全球6%	多为共生矿，作为冶金业副业产品	我国铅资源丰富，探明含量近亿吨，占全球20%左右。2020年进口134吨，铅产量544吨
环境影响	较轻，氰化钠有毒	较轻，钴有毒	较轻	五氧化二钒为剧毒物质	2B类致癌物，三大重金属污染物之一，有毒有害
实际能量密度	140-160Wh/kg	240-280wh/kg	150-180wh/kg	15-50wh/kg	50-70wh/kg
循环次数	1000-5000次	3000-6000次	4000-8000次	10000-15000次	300-500次
热稳定性	较好	高镍较差	较好	较好	-
低温性能	较好	较好	较差	较好	-
电压平台	2.8-3.7V	4.2-4.5V	3.2V	-	2V
投资成本	推广期0.5-0.7元/Wh、发展期0.3-0.5元/Wh、爆发期0.3以下	当前0.9-1元/wh、2021年0.7-0.8元/WH	当前0.8-1元/wh、2021年0.6-0.7元/WH	3.8-6元/wh	0.4-0.5元/wh
其它优点	负极可用铝箔替代铜箔，快充不影响寿命	-		回收简单，残值高

2、钠离子电池电解液不同溶质性能参数比较

锂盐替换成钠盐，溶剂基本可复用锂离子中成熟体系，但需要根据钠离子特性做配方调整。

化学式	分子量g/mol	熔点℃	电导率10^-3S/cm	优点	缺点
六氟磷酸钠NaPF6	167.9	300	7.98	可溶解度高，导电率高，可使铝箔表面形成稳定钝化层，兼容碳基负极和各类正极材料。合成工艺与LiPF6类似，可用现成产线量产，关键在提纯（除HF）	热稳定差，在有机溶剂中会产生NaF和PF6,高温下分解加剧，P-F键极易水解，生成HF，与溶剂等反应，使过渡金属溶出，容量衰减
高氯酸钠NaClO4	122.4	468	6.4	实验室最常用，电导率高，成本低，水敏感性低，适用于高电压体系	高价氯元素氧化性强，存在安全隐患
双氟磺酰亚胺钠NaFSI	203.3	118	-	在聚合物电解质中可改善导电率	电化学窗口窄，阴离子对铝箔集流体有腐蚀作用
双三氟甲基磺酰亚胺钠NaTFSI	303.1	257	6.2	电导率接近Napf6，C-F键稳定不易水解，比Napf6稳定性好，在聚合物电解质中可改善导电率	低浓度下会腐蚀铝集流体

3、钠离子电池负极材料物化性能

钠离子电池负极一般不使用石墨，在碳基体系中多采用无定形碳。早期观点认为Na+直径是Li+的1.3倍。无法在石墨层间自由移动，本质还是热力学问题，钠离子与石墨层间相互作用力弱。

硬碳比容量高，成本和规模化存在劣势。硬碳前驱体为热固性材料，高温下难以石墨化，结构排布更无序，有丰富微孔、材料间隙更大、比容量更高，膨胀系数小。但孔洞导致比表大，首次效率低。

软碳储能钠容量低，但前驱体产碳率高，有成本优势。软碳前驱体为热塑性材料，高温下易石墨化，结构更有序，层间距更短，储钠容量较低。

	硬碳	软碳
材料结构	3.7≤d002≤4.2Å	3.4≤d002≤3.7Å
原理	基本结构单元不平行排列，任何温度下均难以石墨化，微孔更多，便于吸附-插层/插层-填孔	由碳六角网平面平形重叠，高温下易于石墨化
前驱体	热固性：生物质、碳水化合物、树脂等	热塑性：石焦油、沥青、无烟煤等
炭化温度	1000-1500℃	1000-2000℃
层间距	0.37-0.42nm	0.34-0.37nm
微晶	1,1-12nm	2-20nm
比表面积	38m2/g	20.2m2/g
电极密度g/cm3	0.9-1	1.2左右
比容量mAh/g	270-450	250-340
电极膨胀率	小	中
生产厂家	圣泉、贝特瑞、杉杉、普泰来、日本可乐丽、佰思格等	中科海钠、杉杉、贝特瑞等

4、钠离子电池正极材料物化性能

层状氧化物（成熟方案）：结构类似三元正极材料，比容量相对较高，综合性能好。通过过渡金属选择和比例，可兼顾动力和储能等需求。

普鲁士蓝白（攻克方案）：过渡金属可仅使用成本较低的Fe和Mn，理论能量密度高，合成温度低，属于初期路线。但量产时结晶水控制难，稳定性差。

聚阴离子（储备方案）：类似磷酸铁锂的橄榄石结构，稳定性高，具备较优的循环寿命，适合储能。但导电性差、能量密度低，其中掺钒路线成本高、掺铁路线能量密度表现差。

	层状金属氧化物	普鲁士类化合物	聚阴离子类似化合物
结构
优点	制备简单，技术转化容量；比容量高、电压高、倍率电性能高	开放性三维通道，Na快速迁移，结构稳定性和倍率性高。工作电压高。可实现2个Na可逆脱出嵌入，理论容量高，合成温度低，成本低	开放三维骨架，支撑稳定晶格，提升循环性，安全性。F-和阴离子电负性大，工作电压高。含有多个Na+、过渡金属多价态，更高比容量。空气稳定性好
缺点	易吸水、与空气反应；影响稳定性、循环性能差	结晶水难去除，降低首周效率和循环效率，过渡金属易溶解。导电性差，空位，水分子占用Na嵌入点。容量利用率较低。	阴离子强共价键，导电性差，掺杂包覆后降低储能密度。部分含有毒元素
压实密度	3-3.4	1.3-1.6	1.8-2.4
比容量	理论220mAh/g，产业化150mAh/g	理论容量200+mAh/g，实际应用140-150mAh/g	110mAh/g
循环寿命	目前2000-4000次	受结晶水影响，1000-1500次	4000-5000次
电压	3.1-3.7V	3.1-3.4V	2.8-3.3V
安全性	一般	好	好
成本	不同过渡金属配方成本差距较大，目前7-15万元/吨，成熟后5-8万元/吨	颜料级2.5万元/吨，电池级成熟后约3-4万元/吨	磷酸钒钠路线成本高，硫酸铁钠低
环境影响	较好	氰化钠有毒	钒有毒