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據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會統(tǒng)計，在當(dāng)前的國內(nèi)電化學(xué)儲能市場，磷酸鐵鋰電池占比近90%，是主流技術(shù)路線，也是商業(yè)化進(jìn)程最快的技術(shù)之一。

隨著我國“雙碳”相關(guān)工作的推進(jìn)，以及新能源汽車產(chǎn)銷量的飆升，今年的鋰電池板塊“火了”。截至12月28日，萬得鋰電池指數(shù)（884039）收報于10771.57點，年內(nèi)漲幅近84%。在鋰電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，不時曝出的相關(guān)事故，也引發(fā)了人們的擔(dān)憂。未來“鋰電池”儲能應(yīng)如何在確保安全的前提下提升經(jīng)濟(jì)性？記者就此展開調(diào)研。

“鋰電池”儲能安全隱憂仍存

藍(lán)牙耳機(jī)、電子煙、手機(jī)、筆記本電腦、送餐機(jī)器人、兩輪電動車、乘用車、儲能電站……這只是贛鋒鋰電科技股份有限公司產(chǎn)品清單上部分產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，已足以勾勒出現(xiàn)代人的生活方式，從中也可看出鋰電池在人們生活中的分量。

“如今在用戶側(cè)，儲能‘鋰電池化’是一種趨勢。相比鉛酸、鎳氫電池，鋰電池環(huán)境兼容性強，污染較低、性價比較高，優(yōu)勢突出。這也是鋰電池能快速普及的重要原因。”贛鋒鋰電科技股份有限公司首席科學(xué)家許曉雄說。

伴隨著鋰電池的迅速推廣，一些安全隱患也逐漸浮出水面，特別是在電動車、儲能電站等較大容量的鋰電池應(yīng)用領(lǐng)域。

12月21日提請審議的全國人大常委會執(zhí)法檢查組關(guān)于檢查消防法實施情況的報告指出，今年1月至10月，全國發(fā)生電動自行車及其電池故障引發(fā)的火災(zāi)共1.4萬余起，死亡41人，受傷157人。根據(jù)這份報告，電動自行車、新能源汽車，鋰電等儲能設(shè)備火災(zāi)爆炸事故呈增長態(tài)勢。

其中，對業(yè)內(nèi)影響最大的當(dāng)屬“4·16”北京大紅門儲能電站起火爆炸事故。今年4月16日，位于北京豐臺區(qū)永外大紅門西馬場甲14號的北京福威斯油氣技術(shù)有限公司光儲充一體化項目發(fā)生火災(zāi)爆炸，事故造成1人遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷，火災(zāi)直接財產(chǎn)損失1660.81萬元。根據(jù)近日發(fā)布的事故相關(guān)調(diào)查報告，電池起火直接原因是磷酸鐵鋰電池發(fā)生內(nèi)短路故障。

據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會統(tǒng)計，在當(dāng)前的國內(nèi)電化學(xué)儲能市場，磷酸鐵鋰電池占比近90%，是主流技術(shù)路線，也是商業(yè)化進(jìn)程最快的技術(shù)之一。

記者調(diào)查了解到，單就安全性而言，磷酸鐵鋰電池技術(shù)在業(yè)內(nèi)的口碑頗高。在電化學(xué)儲能領(lǐng)域，磷酸鐵鋰電池是現(xiàn)階段國內(nèi)大規(guī)模儲能電站的首選。

“磷酸鐵鋰的橄欖石結(jié)構(gòu)中氧氣很難析出，鐵離子氧化能力不強，晶體中的P-O鍵穩(wěn)固，在200到400攝氏度的時候基本不發(fā)生分解，因此其熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定型是目前所有正極材料中最高的。”中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會秘書長劉勇說，在當(dāng)前我國主流的鋰電池技術(shù)路線中，磷酸鐵鋰電池的安全穩(wěn)定性高、循環(huán)壽命長、環(huán)境污染小、性價比高等優(yōu)勢都比較明顯。

“在電化學(xué)儲能領(lǐng)域，磷酸鐵鋰是比較靠譜的技術(shù)路徑。我們做的所有儲能項目都是用磷酸鐵鋰電池。”中能智慧能源科技（上海）有限公司總經(jīng)理朱強說。

儲能安全是個系統(tǒng)工程

然而，即便是在業(yè)內(nèi)以高穩(wěn)定性著稱的磷酸鐵鋰電池，也會發(fā)生內(nèi)部短路故障，從而引發(fā)火災(zāi)事故，鋰電池的安全性我們還能放心嗎？

進(jìn)一步審視“4·16”北京大紅門事故，記者注意到，調(diào)查報告顯示的事故直接原因包括兩個方面：一是磷酸鐵鋰電池發(fā)生內(nèi)短路故障，引發(fā)電池?zé)崾Э仄鸹?；二是事故產(chǎn)生的易燃易爆組分?jǐn)U散，與空氣混合形成爆炸性氣體，遇電氣火花發(fā)生爆炸。項目所用電池均提供有電池檢測材料；項目在事發(fā)區(qū)域多次發(fā)生電池組漏液、發(fā)熱冒煙等問題，但未完全排除安全隱患；事發(fā)南北樓之間室外地下電纜溝兩端未進(jìn)行有效分隔、封堵；未按照場所實際風(fēng)險制定事故應(yīng)急處置預(yù)案；最終認(rèn)定為安全責(zé)任事故。

“從調(diào)查報告來看，可以說起火是由于電池內(nèi)部問題引發(fā)的，但誘發(fā)電池內(nèi)部短路進(jìn)而熱失控的原因較多，不能簡單歸結(jié)為電池質(zhì)量問題。”劉勇說，儲能系統(tǒng)的布局、運維、消防和安全管理等方面也需要給予足夠的重視，電池性能監(jiān)控和異常狀態(tài)的反饋處理、及時且有效的消防措施、起火后的易燃易爆氣體擴(kuò)散防范等，均可以防止事故的發(fā)生，防止事故造成嚴(yán)重后果。

“從專業(yè)的角度來分析，電池內(nèi)部發(fā)生短路的原因有很多種，比如鋰電池本身可能在制造過程中有些小瑕疵，會形成短路；在使用過程中，出現(xiàn)了撞擊、過充或者過放，也可能導(dǎo)致短路。”湖北億緯動力有限公司儲能銷售中心副總裁陳翔告訴記者。

雖然不能認(rèn)定為本次事故是電池質(zhì)量問題，但電池質(zhì)量和本體安全性是儲能系統(tǒng)安全運行的根本。

“材料體系的穩(wěn)定不代表電池的絕對安全，磷酸鐵鋰納米級顆粒較小，采用碳包覆工藝，粘結(jié)劑對其納米顆粒的粘附力較差，因此在電池制備及充放電循環(huán)過程中，存在納米顆粒脫離造成電池的內(nèi)部微短路的可能性；此外，電池?zé)崾Э貢r，有機(jī)電解液燃燒也造成一定安全隱患。”劉勇提醒。

“傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池都是液態(tài)電解質(zhì)電池，電池破損后，遇水與電解液反應(yīng)后會生成劇毒的氟化氫，燃燒以后還會排放二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等，這些有毒氣體的危害可能比起火、爆炸本身更麻煩。”許曉雄告訴記者。

廣州智光儲能科技有限公司董事長姜新宇等多位受訪業(yè)內(nèi)人士則認(rèn)為，應(yīng)該理性看待鋰電池的安全性問題。即便是燃油車也有起火爆炸的風(fēng)險，電化學(xué)儲能作為一種基于化學(xué)反應(yīng)原理的技術(shù)，很難做到絕對安全，但這不一定影響人們的安全使用。關(guān)鍵是要將它的不穩(wěn)定、不可控的安全風(fēng)險降到足夠低，將事故影響控制在人們可接受的范圍內(nèi)。

“固態(tài)+”或開啟“鋰電池”安全發(fā)展新藍(lán)海

應(yīng)如何最大程度降低技術(shù)的固有安全性隱患，提升鋰電池系統(tǒng)的整體安全水平呢？產(chǎn)業(yè)痛點背后往往也深藏巨大商機(jī)。

記者調(diào)查了解到，為了解決傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的安全問題，國內(nèi)企業(yè)做了不少技術(shù)探索。其中，在鋰電池賽道內(nèi)，一些企業(yè)用固態(tài)電解質(zhì)逐步取代液態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)嘗試已取得較大突破。

在近日工信部公示的《道路機(jī)動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》（第351批）中，東風(fēng)汽車申報的一款純電動轎車E70搭載了混合固液電解質(zhì)鋰電池，由江西贛鋒鋰電科技股份有限公司供應(yīng)。在業(yè)內(nèi)人士看來，這意味著贛鋒鋰電的半固態(tài)電池即將進(jìn)入量產(chǎn)裝車階段。

“在乘用車領(lǐng)域，從明年開始，我們的混合固液電解質(zhì)鋰電池將逐步進(jìn)入市場。”許曉雄說，“事實上，不只是在乘用車領(lǐng)域，現(xiàn)在我們的‘固態(tài)+’鋰電池技術(shù)正在向多個方向滲透，在手機(jī)電池、兩輪車電池、筆記本電腦電池、移動儲能電池等領(lǐng)域都有涉及。”

在他看來，安全是鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提，亦是生命線。在守好這個生命線的前提下，動力鋰電池的目標(biāo)就是要做高能量密度；儲能鋰電池就是要做到長循環(huán)壽命以實現(xiàn)降成本。考慮這兩點，電化學(xué)儲能領(lǐng)域未來最有前途的技術(shù)路線應(yīng)該是固態(tài)化技術(shù)嫁接的磷酸鐵鋰電池技術(shù)。

除了電池技術(shù)本身之外，不少受訪業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，鋰電池儲能系統(tǒng)的優(yōu)化和技術(shù)升級，也是確保安全性的重要方面，在這一領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)尚有較大提升空間。

“很多人認(rèn)為，在儲能系統(tǒng)里電池是最關(guān)鍵的，但在我們看來，用好電池同樣關(guān)鍵。”中能智慧能源科技（上海）有限公司總經(jīng)理朱強說。

在他看來，在對現(xiàn)有主流鋰電池技術(shù)路線有客觀理性認(rèn)識的基礎(chǔ)上，更應(yīng)該做好系統(tǒng)檢測和管控工作。

“大規(guī)模儲能電池往往是多個電芯串聯(lián)或并聯(lián)在一起的，一個電芯出了問題，難免會波及其他相鄰電芯，從而引發(fā)事故。我們倡導(dǎo)全電芯檢測，但是因為逐個電芯檢測成本高，業(yè)內(nèi)對此意見并不統(tǒng)一。”朱強說。

多位受訪業(yè)內(nèi)人士告訴記者，因為每家儲能企業(yè)的成本控制能力不同，再加上目前在大規(guī)模電化學(xué)儲能領(lǐng)域，檢測和安全標(biāo)準(zhǔn)體系仍不健全，一些儲能電池系統(tǒng)的安全性究竟怎樣仍難準(zhǔn)確評估。提升大規(guī)模鋰電池儲能安全水平，需要全行業(yè)共同努力。

原標(biāo)題：“火爆”鋰電池如何不再讓人心驚？