中国电科院杨凯：锂离子电池储能安全问题解析及体系化防控技术

浩博电池网讯：5月24～26日，由工业和信息化部节能与综合利用司与国家能源局能源节约和科技装备司联合指导，中国化学与物理电源行业协会主办并联合240余家机构共同支持的第十三届中国国际储能大会在杭州召开。

??来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的1011余家产业链供应链企业，5417位嘉宾参加了本届大会，其中245家企业展示了储能产品，可谓盛装出席，涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证等新型储能全产业链。

??5月25日上午，中国电科院储能与电工新技术研究所总工、教授级高工杨凯受邀在储能安全与消防系统专场分享了主题报告，报告题目为《锂离子电池储能安全问题解析及体系化防控技术》。以下是报告主要内容：

??杨凯：尊敬的各位来宾，各位业界的同仁，大家早上好！

??我是来自于中国电力科学研究院的杨凯，受组委会的委托由我来主持今天上午的专场。近几年，储能安全在整个储能行业里面的热度越来越高，从最开始我们对于锂离子电池的储能，到现在各种各样的储能方式都存在各自的风险。比如前年关于飞轮储能的事故，5月7日熔岩储热的项目也发生了安全事故。

??整个储能行业可能在未来的相当一段时间内，储能安全会伴随整个行业持续成为关注的热点。对于储能来说，安全性是现在首先要保证的，在储能的各个阶段，始终要把高安全放在第一位，储能安全的行业里面，整个防控的链条，包括环节也非常多，包括预警、防护和消防，而消防技术又是安全这个领域里面的一个热点，尤其是2021年4月16日以后，对于消防的关注和技术的进展，在这两年里面明显可以感受到它受关注程度。关于消防的标准，也在陆续的制定过程中，今年7月1日准备实施的标准《电化学储能电站安全规程》中也涉及到了关于消防的规定。

??我们也是希望借助于储能大会的契机，能够在这里跟业界同仁们在一起交流一下，希望真正能够尽快的形成关于储能安全消防比较有效而且又比较经济的解决方案。其实这是业界共同的呼声，希望在我们的共同努力下，这方面能够取得真正的实质性进展。

??今天安排的第一个报告是我的，也是抛砖引玉，先热热场，针对今天上午的这些报告，希望对大家有所帮助。

??我想跟大家分享的题目是锂离子电池储能安全问题的解析和体系化的防控技术，有一些内容在之前的论坛里跟大家分享过，大概分为三个部分，第一是储能安全事故的分析，第二是安全问题的解析，重点还是想跟大家说一下安全防控的措施。

??前面部分我稍微快点过一下，这都是之前的一些事故，大家从媒体上都听说过了，包括美国的一些事故进展，这里就不细讲了。通过这些事故我们还是想看一下在储能上面，我们重点应该关注哪几个方面的问题。北京4.16事故和美国亚利桑那事故，可燃气体的燃爆是非常值得关注的。前几天大家在媒体上关注过了，欧阳明高院士曾经讲过，磷酸铁锂电池燃爆的风险是三元电池的两倍，我们在实验当中也发现，磷酸铁锂电池在整个热失控过程当中产生了大量的可燃气体，造成了很大的燃爆风险。这是澳大利亚的火灾事故，2021年大家也都关注过，具体的原因不在这里说了。我们以前提到过，由于灭火剂绝缘性不良的问题，会导致整个储能发生一些短路等次生灾害，尤其现在针对业内越来越成为主流的高电压系统，这个问题可能会越来越突显出来。再一个就是韩国对于储能事故的分析报告，电网的冲击对储能系统的影响还是存在的，只是之前关注的确实比较少而已，但是这种影响是存在的。

??我们认为储能当中消防灭火的阶段，第一个就是关注可燃气体的燃爆，第二是非绝缘的介质造成的短路风险，还有就是电网的故障、雷击等等造成的储能绝缘损害，从而造成的一些伤害。火灾的特点大家都知道，比较容易蔓延，也比较容易复燃，而且燃爆的风险比较大。这些问题尤其是复燃的机制，现在仍然是研究的热点。

??安全问题的解析，主要就是两个方面，一个是内因，自身存在的安全隐患，再就是保护系统不良。

??我们现在经过这么多年的研究以后，认为从整个主动安全的防控来讲，包括高效的热管理、安全预警、防护和消防。

??关于预警，首先要跟大家分享一个观点，仅供大家参考。我们不要把预警和报警混在一起，有效的预警是能够把安全隐患提前告知，并且留出足够处置的时间。比如提前一天告诉我这个地方会有安全隐患，从而提前进行处置。

??我们认为基于运行数据的挖掘分析提前发现这些隐患预警，也许是一个比较有效的技术途径，这个在电动汽车领域已经应用过很多了，我们认为这还是一个比较有效的技术途径，可以供大家参考。

??关于火灾的灭火讲了很多次，我们仍然认为消防要解决快速灭火的问题，长时间抑制复燃的问题，再就是抑制烟气的释放，防止爆炸的问题。我们认为最重要的是关注这三个点。

??还有一个是成本的问题，现在储能的商业模式和盈利模式都不乐观的情况下，把消防的成本做的特别高的话，我相信业主也不太会接受，消防现在面临很大的问题也是这个。全氟己酮是储能消防行业的热点，但是在全氟己酮的应用过程当中，也存在一些问题，比如对于复燃的抑制作用仍然有限，比如现在全氟己酮已经被列入有毒物质的名录，比如在应用过程当中一些腐蚀性问题。

??在我们的研究过程中，我们把现在市面上已经有的灭火剂都做过实验，发现单一灭火剂无法同时实现灭明火和长时间抑制复燃的效果，灭明火相对容易，但抑制复燃确实是个难题。为此，我们自己开发了一种复燃抑制剂，与气体灭火剂配合使用，从实验和应用效果上来看，还是很不错的，能够在秒级扑灭明火，且24小时不复燃。需要强调的是，灭火技术一定要将电池模块作为最小的保护单元。

??再就是可燃气体燃爆的风险，这是我们最近做的一些工作，关于混合气体燃爆的极限，以及它的蔓延，它在预制舱当中是如何蔓延的，在什么时间点上，如果被点燃的话会产生多大的爆炸超压，我们都做过相关的工作，因为时间关系就不在这里仔细说了。从我们初步的研究结果来看，爆炸的威力还是很大的，做这项工作的目的是为了后续做可燃气体的无害化疏导提供指导。

【责任编辑:欧阳勇】