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安全是儲能產業頭頂的達摩克利斯之劍

作者:向綠而行 來源:易車網 發布時間:2019-05-21 瀏覽:
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中國儲能網訊:近期電動汽車電池著火事故頻繁,5月10日,工業和信息化部組織召開加強新能源汽車安全管理電視電話會議。著火的不僅電動汽車,日前,在北京某酒店布置的用戶側儲能項目也發生了火災,據有關媒體報道該儲能系統每月維護一次,事故發生當日上午才剛剛進行了一次維護,下午電池房內就因電池系統故障而發生火災,具體事故原因還在調查中。

隨著電池儲能應用的擴圍,起火事故數量明顯增加。前不久,美國亞利桑那州西谷菲尼克斯郊區的公共服務公司(APS)內,儲能設施內電池發生故障冒煙,消防員在進入檢查時發生爆炸、造成多人受傷。一時間,儲能產業安全性再次引起全社會的焦慮。

起火并非偶然

近年來,中國儲能產業在項目規劃、政策支持和產能布局等方面加快了發展的腳步,我國儲能正處于從示范應用向商業化初期發展過渡的重要階段,預計到2050年,我國儲能裝機將達200GW,市場規模將達2萬億元以上。而隨著產業規模的擴大,著火事故的絕對數量在短期內將可能持續增加。

首先,無論是電動汽車還是儲能產業,在我國發展時間尚短,對于儲能電池著火事故的規律還缺乏足夠的研究,對于預防措施不完全掌握。加之,在新興產業發展初期,一些缺乏核心技術的企業受政策感召和補貼吸引進入到行業中,在市場優勝劣汰尚未開始,技術標準尚未完全形成之時,產品就投入應用,必然會出現一些意外事故的發生。

其次,電池儲能技術路徑弊端或是起火事件罪魁禍首。眾所周知,當前無論電動汽車還是大規模儲能產業,均采用鋰電池作為儲能載體。鋰離子電池正極材料主要集中在鈷酸鋰、錳酸鋰和三元材料等類別。負極材料主要以碳材料、合金材料、鈦酸鋰為主。由于碳電極與金屬鋰的電位接近,當電池過充電時會在碳電極表面析出金屬鋰形成鋰枝晶,鋰枝晶會刺穿電池隔膜引起短路;而另一技術路徑,以合金類材料作為負極材料,解決了碳材料析出鋰枝晶的問題,但在充放電的過程中,由于電池體積會發生較大變化,同樣可能導致穿透隔膜,造成短路。

對于儲能電池來說,無論哪種短路,結果都是發生起火甚至爆炸。

呼喚安全儲能技術

長期以來,成本問題一直困擾我國電儲能技術的廣泛應用。近年來,通過科研攻關,成本實現了快速下降。業內普遍認為,無論在電動汽車領域,還是大規模儲能領域,電池儲能的市場化普遍應用已經指日可待,但頻發的著火事故讓我們警醒,安全成為懸在電池儲能產業頭頂的達摩克利斯之劍。

沒有安全,所有產業應用,都是建在沙堆上的城堡;換句話說,我們在電動汽車、儲能產業領域已經取得的大好發展局面完全可能被顛覆。值得一提的是,工信部已經要求,各主管部門、生產企業、行業組織都要行動起來,抓早抓小、抓實抓好安全工作。但筆者認為,在這些高度的概括背后,應該全方位審視電池儲能技術的安全,相關企業在研發電池儲能產品時,應該把安全列為首要性能,而會導致短路著火的鋰電池負極材料問題,或將是儲能行業深入研究的替換技術方向。

中國電力科學研究院儲能電池本體研究室主任楊凱認為,“儲能電站和電動汽車一樣,安全穩定性是最為重要的指標。”他認為,具有安全穩定性好等優點的鈦酸鋰電池,突破了石墨作為負極的固有局限性,性能顯著優于傳統的鋰離子電池。

據楊凱介紹,鈦酸鋰作為負極材料嵌鋰電位高,在充電的過程中避免了金屬鋰的生成和析出,又因其平衡電位高于絕大部分電解質溶劑的還原電位,不與電解液反應,不形成固—液界面鈍化膜,避免了很多副反應的發生,從而大大的提高了安全性。在要求高安全性、高穩定性和長壽命周期的電動汽車和大容量儲能等應用場景具有獨特的優勢。

在夏威夷自然能源研究所發表的關于銀隆奧鈦鈦酸鋰儲能系統耐久性和可靠性分析論文中顯示,通過對銀隆奧鈦儲能系統的實際運行數據分析,3年里運行工作時間達90%,卻從未出現故障。

儲能技術產業發展有利于推動非化石能源大規模的應用,也有利于推進我國在全球新一輪能源技術革命和產業變革中搶占先機。或許安全事故只是小概率事件,可能存在的安全隱患不容忽視。科研到應用的全過程管控,各大儲能企業應為降低危險系數做出努力,也僅如此,中國儲能產業才能行穩致遠。

關鍵字:儲能安全 儲能電池 儲能技術

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