楚能“浸默“电池安全系统或解储能事故难题

浩博电池网讯：据中国储能网不完全统计，近年来，国内外电化学储能领域就发生火灾事故40余起，不仅造成了重大财产损失，还造成了人员伤亡。2021年4月6日，韩国一光伏电站储能系统起火，烧毁面积达22平方米，共造成约4.4亿韩元损失（约合人民币258万元）。2017年8月至2019年10月，韩国共发生此类火灾事故27起。

2021年7月31日，澳大利亚维多利亚州特斯拉Megapack储能电站起火，一个2.673MWh储能集装箱着火。火势大到难以扑灭，消防员只能控制火势不波及到其他储能集装箱，整场火灾持续了4天才烧完。

电化学储能系统的安全设计和消防技术革新，成为包括武汉楚能新能源有限公司（下称楚能新能源）在内的众多新能源企业，关注的焦点和渴望突破的关键技术。

首创“浸默”电池安全系统新在哪？

2022年12月5日，楚能新能源发布了该公司首创的储能行业“浸默”电池安全系统，并在武汉江夏基地实验中心进行了安全性能演示实验。湖北省消防救援总队技术人员及领导，在试验现场全程观摩指导。

湖北省消防救援总队技术人员在实验现场点评

据中国储能网了解，楚能新能源的技术团队与湖北省消防救援总队技术人员，就频发的动力、储能起火事故进行了多次探讨、交流，双方得出的结论是：解决电池系统起火事故的最根本解决方案是“电池本质的安全”，但是这一方案无法在短时间内取得技术突破；第二个方案是电池系统起火后定向弹出隔离，不造成人身和周边财产的损失；第三个方案是阻止PACK箱内部电池的电化学反应，无热蔓延发生，给出足够时间进行消防处理。

楚能新能源首创的“浸默”电池安全系统方案属于第三种方案。该消防系统主要应用于标准的20尺预制舱，包含“浸默”液冷PACK箱、液冷系统、消防系统、汇流柜等。其中，消防系统不再采用全氟己酮等粉末类介质，而是采用液态灭火介质YEC-1，安全系统可在3分钟内将发生热失控报警的液冷PACK箱完全浸没，通过快速降温以及局部窒息手段，阻断热失控电池的进一步反应，使得电池间以及PACK间不再有热蔓延，实现精准、快速消防，抑制热失控持续恶化，降低失控风险。

楚能新能源在发布“浸默”电池安全系统时，还着重强调了该系统是从模组到PACK到运维，全线使用最安全材料、设计和技术的系统。

硬刚复燃的液态灭火介质YEC-1

电化学储能电站是比较常见的一类储能电站。随着储能电站项目的建设和应用，其火灾危险性也逐渐显现。因此，各大生产厂家都会配备消防灭火系统。目前，电化学储能电站消防系统常用的灭火抑制介质包括：全氟己酮、七氟丙烷、气溶胶等。

楚能新能源的技术人员表示，七氟丙烷常温属于气态，需要进行高压处理，以液态形式存储在高压钢瓶中，七氟丙烷需要维持一定的浓度才能具备灭火和持续抑制火灾的能力，另外，七氟丙烷的环保性较差，在大气中残留时间长达31年，严重影响全球气候。气溶胶作为灭火介质的缺点也很明显，系统触发后，气溶胶会释放大量热，虽然有一定的灭火能力，不过降温效果差，且不能持续抑制。

“全氟己酮在存储、降温和灭火效果、环保等方面均优于七氟丙烷、气溶胶，但是对于已经热失控的锂电池组，是无法立即阻止电池内部反应的，需要达到并维持一定的浓度才能具备灭火和持续抑制的能力”，技术人员在接受中国储能网采访时说，“全氟己酮在550℃以上高温时，受热裂解产生有毒有害、具有腐蚀性的氢氟酸。”

在密闭空间内，一定浓度的全氟己酮或七氟丙烷具有优良的降温、灭火效果，不过，它们都无法阻止已经发生热失控电池的内部反应，换言之，传统气态抑制剂难以抑制热失控电池的热蔓延，往往容易出现电池包复燃的现象。

楚能新能源进行“浸默”电池安全系统实验

楚能新能源首创的“浸默”电池安全系统，淘汰了全氟己酮、七氟丙烷等传统消防介质，取而代之的是液态灭火介质YEC-1，它能够在较短时间内将热失控的磷酸铁锂电池包（目前，成本低、安全性高的磷酸铁锂电池是储能设备的首选之一）完全浸没，通过快速降温、局部窒息的手段，阻断热失控电池的进一步反应，达到“惰化”效果，使电池内部、电池间的反应快速缓解，实现电池“浸默”状态。楚能新能源选用的液态消防介质YEC-1不仅能有效灭火，还能有效解决电池的热蔓延问题。

虽然液态灭火介质YEC-1与目前业内主流灭火介质（全氟己酮）的灭火原理相同，主要从降温和隔绝氧气两方面进行灭火，但是它远优于全氟己酮，特点是成本低、易获取且能有效抑制电池内部反应、阻止电池防护单元的复燃。其次液态灭火介质YEC-1具备优异的防冷冻效果，可以根据不同低温需求做出调整，最低可耐-30℃低温，液态灭火介质YEC-1优异的防冷冻效果,为电化学储能消防系统在东北地区等低温环境下的正常工作奠定了基础。

16项发明专利让电池“浸默”

楚能新能源首创的“浸默”电池安全系统实验，在模拟磷酸铁锂电池包热失控起火场景下进行，实验数据显示：在电芯喷阀约4秒后，探测器的监测数据达到二级报警阈值，联动火灾报警控制器上报二级报警，39秒后启动声光报警器，在声光报警器开启185秒（设定延时时间180秒）后，火灾抑制装置自动启动液态灭火抑制剂喷淋，在206秒内液体灭火介质浸没电池包，在静置观察过程中，电池包未复燃、未热蔓延至其它电芯。

实验结果表明，“浸默”电池安全系统的消防灭火抑制装置、火灾报警控制器、声光报警器、复合探测器等均能按照设计参数和判定逻辑精准有效联动，另外，液态灭火介质YEC-1能有效抑制电池包的复燃、热扩散，是一种优良的灭火介质。“浸默”电池安全系统各功能组件能够有效联动，达成了自动探测预警、自动扑灭明火、快速降温、阻/隔热、持续抑制、惰化抑爆等多项目标，实验证明“浸默”电池安全系统设计是一套具备多举措的安全防控技术总体解决方案，可应用于电化学储能中大型集装箱、分布式储能等场景。

截至目前，在“浸默”电池安全系统的电池开发验证方面，楚能新能源荣获了一大批国家级专利技术，完成了超30项专利布局，其中发明专利16项，并可针对储能电池行业量身定制出多款安全、高效、经济的电池解决方案。该公司基于楚能研究院的强大科研团队实力与投入，不断为储能安全优化升级贡献力量。