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近年來(lái)，我國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了爆發(fā)式增長(zhǎng)。

為了更好地?fù)屨际袌?chǎng)，謀求更高的經(jīng)濟(jì)效益，能源企業(yè)不斷優(yōu)化儲(chǔ)能電池的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)更大的能量密度和更長(zhǎng)的使用壽命。梳理一些儲(chǔ)能制造頭部企業(yè)，“大容量”發(fā)展也成為當(dāng)前的重要趨勢(shì)。

蜂巢能源生產(chǎn)的疊片短刀L500型325Ah儲(chǔ)能專用電芯，厚度僅僅21MM，比280Ah儲(chǔ)能電芯薄了2/3;

遠(yuǎn)景動(dòng)力的315Ah儲(chǔ)能電芯產(chǎn)品，保持尺寸不變的基礎(chǔ)上，能量密度提升11%;

鵬輝能源生產(chǎn)的320Ah大型儲(chǔ)能電池，單體容量提升幅度14%;

億緯鋰能推出了560Ah的超大容量?jī)?chǔ)能電芯，單只電池可儲(chǔ)存1.792kWh能量;

但大容量，也給儲(chǔ)能電池發(fā)展迎來(lái)新挑戰(zhàn)。

隨著容量的增加，電池內(nèi)部的能量密度也相應(yīng)增加，這導(dǎo)致了更高的能量釋放和更嚴(yán)峻的安全風(fēng)險(xiǎn)。

近年來(lái)，儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)員工傷亡。儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性一直是眾人所關(guān)注的議題。

在第四屆新能源汽車及動(dòng)力電池(CIBF2023深圳)國(guó)際交流會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高表示，一般認(rèn)為磷酸鐵鋰電池是比較安全的，本質(zhì)上對(duì)于小的磷酸鐵鋰電池的確如此，但大容量的電池，內(nèi)部溫度可以超過(guò)800度，這超過(guò)了磷酸鐵鋰正極分解的溫度。

對(duì)于小尺寸電池，因?yàn)橹虚g有一個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，有一個(gè)隔斷，正極材料基本上到500度以上才可能出現(xiàn)分解，因此小電池不在這范圍內(nèi)。但容量電池有可能到達(dá)700—900度，就可能突破，跨越這個(gè)隔板，引起正極材料的分解?，F(xiàn)在的儲(chǔ)能電池基本上都是300安時(shí)(Ah)以上，還是很危險(xiǎn)的。

一方面要擴(kuò)容降本，另一方面又要守住安全風(fēng)險(xiǎn)底線，如何兩者兼顧?

儲(chǔ)能行業(yè)重視電池安全

在儲(chǔ)能電站向大容量方向發(fā)展的同時(shí)，儲(chǔ)能安全與消防方面也將面臨更為嚴(yán)峻的考驗(yàn)，安全是儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的底線。

據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，自2011年起，全球發(fā)生儲(chǔ)能安全事故多達(dá)70多起。2022年，全球在不包括戶儲(chǔ)的情況下，也發(fā)生了17起儲(chǔ)能事故。

中國(guó)電力科學(xué)研究院在事故分析報(bào)告中指出能電站發(fā)生爆炸的兩大誘因：一方面，鋰離子電池發(fā)生燃燒爆炸的根源在于電池?zé)崾Э?，如?chǔ)能電池安全質(zhì)量無(wú)法保障，一般濫用條件下極易熱失控;另一方面，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)所包含的BMS、PCS、變壓器以及相關(guān)繼電保護(hù)設(shè)備、通信設(shè)備，可能存在質(zhì)量缺陷、安裝調(diào)試過(guò)程不規(guī)范、設(shè)置不合理、絕緣不到位等因素，直接或間接引起儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生安全問(wèn)題。

在發(fā)生事故時(shí)，除了火災(zāi)和爆炸本身所產(chǎn)生的危害之外，同時(shí)也可能釋放出有毒化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)危害，甚至相關(guān)人員在維修或搶救儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，也可能產(chǎn)生電氣危害或身體危害等。

儲(chǔ)能溫控和消防需求提升。2014年版國(guó)標(biāo)《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》已很難滿足快速發(fā)展的儲(chǔ)能安全需求，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之外僅有部分企標(biāo)、團(tuán)標(biāo)、地方標(biāo)準(zhǔn)、美標(biāo)NFPA855、UL9540等作為參考，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)仍需進(jìn)一步規(guī)范。

儲(chǔ)能安全新國(guó)標(biāo)GB/T 42288-2022《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》由市場(chǎng)監(jiān)管總局(標(biāo)準(zhǔn)委)批準(zhǔn)將于今年7月正式實(shí)施，儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善并趨于嚴(yán)格，走向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；l(fā)展新階段。

由于儲(chǔ)能電站事故頻發(fā)，我國(guó)儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)向全球標(biāo)準(zhǔn)靠攏，不斷完善趨嚴(yán)，儲(chǔ)能消防和溫控系統(tǒng)的重要程度有望顯著增強(qiáng)，將有望迎來(lái)進(jìn)一步的發(fā)展。

儲(chǔ)能電站如何更安全?

中國(guó)工程院院士楊裕生認(rèn)為，目前來(lái)看，高鎳三元等高能電池不應(yīng)是發(fā)展重點(diǎn)，全固態(tài)電池能否成功存在不確定性。目前看來(lái)，磷酸鐵鋰電池安全性高，壽命長(zhǎng)，既不用鎳也不用鈷等金屬，可以成為主力，但要不斷提高性價(jià)比。

在中國(guó)電科院首席專家惠東看來(lái)，理論上講，磷酸鐵鋰也不是絕對(duì)安全，只是相對(duì)安全。目前看到的儲(chǔ)能電站的安全事故，往往是在預(yù)警缺失或滯后的情況下發(fā)生的，加之現(xiàn)有消防措施并非針對(duì)火災(zāi)配置，最終演變?yōu)閲?yán)重事故。

根據(jù)CNESA全球儲(chǔ)能數(shù)據(jù)庫(kù)的不完全統(tǒng)計(jì)，2021—2022年三元鋰離子電池事故較多，但近兩年三元電池項(xiàng)目很少在應(yīng)用，基本都是以前的項(xiàng)目，磷酸鐵鋰6起，鉛酸電池1起，其余電池類型未知。

當(dāng)然隨著儲(chǔ)能在“雙碳”目標(biāo)中的關(guān)鍵地位突顯以及投運(yùn)項(xiàng)目增多，儲(chǔ)能安全監(jiān)管以及相關(guān)研究也不斷受到重視。

歐陽(yáng)明高院士近日表示，大容量電池中磷酸鐵鋰的燃爆指數(shù)是三元電池的兩倍。

面對(duì)紛繁的儲(chǔ)能技術(shù)路線，不少專家表示，雖然目前有很多電池技術(shù)路線，現(xiàn)有的這些技術(shù)不會(huì)是未來(lái)的主流路線，將來(lái)一定會(huì)出現(xiàn)顛覆性的技術(shù)。

未來(lái)，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的目標(biāo)是“低成本、長(zhǎng)壽命、高安全、易回收”，有待技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新和突破。

為了提高儲(chǔ)能電站的安全性，需要采取一系列措施：

首先，應(yīng)加強(qiáng)預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)，包括對(duì)儲(chǔ)能電站溫度、電壓、電流、壓力等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和響應(yīng)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。其次，針對(duì)儲(chǔ)能電站的特殊性，建立專門的消防措施和應(yīng)急預(yù)案，以應(yīng)對(duì)火災(zāi)等緊急情況。此外，注重電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工藝，采用先進(jìn)的隔熱材料和散熱技術(shù)，有效控制電池的溫度和能量釋放，減少安全隱患。同時(shí)，加強(qiáng)人員培訓(xùn)與管理，確保操作人員具備必要的安全知識(shí)和技能，能夠正確應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況。

國(guó)家能源局也表示，要加強(qiáng)并網(wǎng)驗(yàn)收。電網(wǎng)企業(yè)要積極配合開展電化學(xué)儲(chǔ)能電站的并網(wǎng)和驗(yàn)收工作，對(duì)不符合國(guó)家(行業(yè))并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的電站，杜絕“帶病并網(wǎng)”。應(yīng)當(dāng)優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行方案，在并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議中明確電站安全調(diào)度區(qū)間，并嚴(yán)格執(zhí)行。

參考資料：

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/Wbhg84zvngMU8FBJWRD2oA

[2]https://finance.eastmoney.com/a/202305052713405252.html

[3]https://finance.sina.com.cn/roll/2023-05-10/doc-imytiazr0156459.shtml

[4]https://zhuanlan.zhihu.com/p/627775607

[5]https://mp.weixin.qq.com/s/Wj4xm9npA5l8B3nuYL9KZg

原標(biāo)題： 儲(chǔ)能電池容量越做越大，如何破解安全性風(fēng)險(xiǎn)