钒钠电池是一种新型液流电池技术，以溶解在电解液中的五氧化二钒（V2O5）为正极活性物质，金属钠为负极材料，通过钠离子在正负极之间的迁移实现能量存储。这类电池以其独特的化学结构实现了300-400Wh/kg的理论能量密度（约为锂离子电池的2倍），且具有完全规避锂资源短缺问题的先天优势，特别适合大规模储能领域应用。
需要重点关注的是钒钠电池的循环寿命表现，其实验室数据可达到10000次以上（80%容量保持率），远超传统锂电的2000-3000次循环。这得益于钒元素多价态转换（V2+/V3+/V4+/V5+）的稳定性，以及钠离子嵌入/脱嵌过程中不会引起电极材料结构破坏的特性。当前研发中的第三代钒钠体系已经实现了85%的能量转换效率，工作温度范围拓宽至-30℃~60℃。
与全钒液流电池相比，钒钠电池在能量密度方面具有明显优势，这主要归功于金属钠负极2.71V的低氧化还原电位（vs. SHE）。不过其电解液仍需使用特殊有机溶剂（如碳酸丙烯酯）来溶解五氧化二钒，这点与采用硫酸水溶液的全钒体系存在本质区别。中国科学院团队最新研制的1kWh原型机已证实该系统可在2C倍率下稳定放电。
在安全性能方面，钒钠电池展现出独特优势。由于采用不可燃的无机电解液体系，彻底杜绝了传统锂电的热失控风险。特别是其电解液泄漏后只会形成固体盐类沉淀，不会像钒液流电池那样造成强酸性污染。目前制约商业化应用的主要瓶颈在于金属钠负极的界面稳定性问题，以及五氧化二钒在有机电解液中的溶解动力学还需优化。
从应用前景来看，钒钠电池在电网调峰（8小时以上储能时长）、风光配套等领域展现出独特价值。美国能源部ARPA-E项目评估显示，其理论系统成本可降至$100/kWh以下。我国在2023年已将钒钠电池列入十四五新型储能技术重点攻关目录，数个百兆瓦级示范项目正在建设中，预计2025年前后可实现商业化突破。
