本发明涉及一种基于二氧化碳气液相变的储能装置与方法。基于二氧化碳气液相变的储能装置包括：储气库；储液罐；储能组件，设于储气库与储液罐之间，储能组件包括冷凝器与至少两个压缩储能部，压缩储能部包括压缩机与储能换热器；释能组件，设于储气库与储液罐之间，释能组件包括蒸发器、释能冷却器、至少一个膨胀释能部，膨胀释能部包括膨胀机与释能换热器；换热组件，包括储冷罐、储热罐与热量回收换热器，储冷罐、储热罐在储能换热器与释能换热器间形成换热回路，换热介质能在换热回路中流动；冷凝器、释能冷却器、热量回收换热器中，至少有一个与蒸发器连接。通过该装置存储与释放能量时，能减少能量浪费，提高能量利用率。