北極星儲(chǔ)能網(wǎng)訊:如何提高電池電芯本身安全度，這是解決整個(gè)電池產(chǎn)業(yè)包括儲(chǔ)能行業(yè)最根本的問(wèn)題，受制于目前技術(shù)發(fā)展問(wèn)題，我們不得不使用一些被動(dòng)的防護(hù)技術(shù)去解決相關(guān)的前期探測(cè)、預(yù)警以及后期防護(hù)的問(wèn)題。

——安徽中科中渙防務(wù)裝備技術(shù)有限公司第三事業(yè)部副總劉智

2020年8月26-28日，由中國(guó)能源研究會(huì)、中關(guān)村管委會(huì)、中關(guān)村科學(xué)城管委會(huì)指導(dǎo)，中國(guó)能源研究會(huì)儲(chǔ)能專(zhuān)委會(huì)、中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所聯(lián)合主辦的“第九屆儲(chǔ)能?chē)?guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)”在北京召開(kāi)。峰會(huì)主題聚焦“聚儲(chǔ)能十年之勢(shì)，創(chuàng)產(chǎn)業(yè)十四五新機(jī)”，同期舉辦儲(chǔ)能聯(lián)盟十年紀(jì)念論壇。北極星儲(chǔ)能網(wǎng)、北極星電力APP對(duì)本次峰會(huì)進(jìn)行全程直播。

在8月26日舉辦的“儲(chǔ)能創(chuàng)新論壇”上，安徽中科中渙防務(wù)裝備技術(shù)有限公司第三事業(yè)部副總劉智分享了題為“電化學(xué)儲(chǔ)能電站熱失控預(yù)警及消防系統(tǒng)”的報(bào)告。

安徽中科中渙防務(wù)裝備技術(shù)有限公司第三事業(yè)部副總 劉智

劉智：各位大家下午好，很高興在這里給大家介紹一下電化學(xué)儲(chǔ)能電站熱失控的系統(tǒng)，隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不管是新能源汽車(chē)也好，還是儲(chǔ)能也好都是一直在發(fā)展，然而我們所面臨的嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)就是鋰電的安全問(wèn)題，大家經(jīng)常會(huì)在朋友圈看到相關(guān)的一些報(bào)道，包括像之前韓國(guó)以及美國(guó)報(bào)道的視頻，還是比較震撼的，我們接下來(lái)談到的鋰電安全，即是鋰電的本質(zhì)安全度。如何提高電池電芯本身安全度，這也是解決整個(gè)電池包括儲(chǔ)能行業(yè)最根本的問(wèn)題。受制于目前技術(shù)發(fā)展問(wèn)題，我們不得不運(yùn)用被動(dòng)的防護(hù)去做好相關(guān)的前期探測(cè)、預(yù)警以及后期防護(hù)。

電池?zé)崾Э貢?huì)產(chǎn)生大量的熱量，這個(gè)熱量會(huì)威脅到整個(gè)電池系統(tǒng)的安全性，同時(shí)也會(huì)伴隨有大量的煙氣產(chǎn)生，煙氣的內(nèi)容也是非常復(fù)雜的，包含大量一氧化碳?xì)怏w和有機(jī)物的氣體，運(yùn)用大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)和熱失控模型做了相應(yīng)的仿真，我們可以通過(guò)各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)做到提前的預(yù)警。其中探測(cè)幾個(gè)核心的參數(shù)值，第一個(gè)就是溫度，這個(gè)溫度別于跟BMS溫度探測(cè)，，通過(guò)環(huán)境溫度的變化量及絕對(duì)溫度值去判斷鋰電的熱失控情況，第二是煙霧參數(shù)，使用非光電煙霧傳感器，提高整個(gè)煙霧探測(cè)的靈敏度，第三個(gè)是一氧化碳?xì)怏w，在整個(gè)熱失控過(guò)程中是比較有代表性的氣體，大氣中的一氧化碳?xì)怏w濃度非常低，實(shí)際上在電池燃燒過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生190個(gè)PPBM以上濃度的一氧化碳。作為整個(gè)熱失控預(yù)警核心參數(shù)值，VOC數(shù)值也是早期探測(cè)的核心，一旦電池?zé)崾Э貙?dǎo)致泄壓閥開(kāi)啟，一定會(huì)有大量電解液泄漏，揮發(fā)的電解液充斥整個(gè)PACK箱內(nèi)部。最后是濕度，在車(chē)載領(lǐng)域，車(chē)輛可能涉及到一些防護(hù)等級(jí)，如果由于箱體老化振動(dòng)或者其他原因?qū)е聺穸冗^(guò)高，對(duì)電池也會(huì)產(chǎn)生安全隱患。

說(shuō)到防護(hù)，大家可能想對(duì)比一下目前市面上常用的一些滅火劑，到底能不能處理鋰電池?zé)崾Э?，首先是干粉、二氧化碳，干粉滅火性大家都知道，是通過(guò)一種覆蓋的方式達(dá)到窒息，使整個(gè)火災(zāi)撲滅，對(duì)于電化學(xué)內(nèi)燃內(nèi)熱火災(zāi)，降溫作用有限，在真正工程案例中不可能備有大量干粉，第二個(gè)是二氧化碳和氮?dú)猓鼈儍蓚€(gè)滅火原理同上，只是通過(guò)這樣隔絕氧氣，不帶走熱量的方式，也是難以真正實(shí)現(xiàn)滅火的。第三個(gè)是水系滅火器，水是我們比較認(rèn)可的滅火器，有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，首先非常廉價(jià)，容易獲取，其次它對(duì)于這種火的降溫性能以及滅火性能是非常好的。再回到現(xiàn)實(shí)生活中來(lái)，不管是車(chē)載也好儲(chǔ)能也好，不可能把整個(gè)車(chē)扔到水里去，大系統(tǒng)級(jí)別儲(chǔ)能體系造價(jià)高，系統(tǒng)復(fù)雜，大量的水易導(dǎo)致系統(tǒng)絕緣失效，導(dǎo)致嚴(yán)重二次災(zāi)害。本身電池?zé)崾Э夭⒉皇钦麄€(gè)集裝箱同時(shí)熱失控，而是從一個(gè)單體電芯慢慢擴(kuò)散到整個(gè)系統(tǒng)中，如果使用水會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)非常大的損失。

目前在儲(chǔ)能領(lǐng)域使用最為廣泛的七氟丙烷，對(duì)于電池實(shí)體火災(zāi)是有效的，但是不能夠降低溫度，同時(shí)因?yàn)樗莻€(gè)氣體儲(chǔ)存裝置，一但氣體打開(kāi)之后氣體淹沒(méi)在整個(gè)房間，但對(duì)于后續(xù)的降溫，防復(fù)燃是沒(méi)有任何作用的。對(duì)比全氟己酮系統(tǒng)這個(gè)高效、環(huán)保、持續(xù)降溫的友好滅火劑，可吸走大量的熱量，給整個(gè)PACK箱進(jìn)行降溫，第二個(gè)介定強(qiáng)度是110千伏，不會(huì)因?yàn)橄袼蛘呦駳馊苣z噴射以后，會(huì)導(dǎo)致整套系統(tǒng)覺(jué)絕緣性出現(xiàn)故障，同時(shí)它又是液體，是不需要進(jìn)行高壓儲(chǔ)存，無(wú)壓的儲(chǔ)存、無(wú)壓的運(yùn)輸都給后續(xù)的使用帶來(lái)很大的便捷。

為了驗(yàn)證其持續(xù)降溫的特性我們將兩塊電芯疊加在一起，通過(guò)熱失控的方法，通過(guò)自動(dòng)加熱的方法誘導(dǎo)它發(fā)生熱失控，箱體內(nèi)有兩個(gè)噴頭，這兩個(gè)噴頭連接了我們的全氟己酮防護(hù)設(shè)備，初次試驗(yàn)沒(méi)有運(yùn)用任何手段進(jìn)行降溫，出了一個(gè)自然降溫的狀態(tài)，可以看到降溫趨勢(shì)和降溫速度比較慢，第二次在有全氟己酮的情況下，溫度上升以后，發(fā)生熱失控，實(shí)施全氟己酮的噴射，會(huì)有一個(gè)下降的趨勢(shì)，停止噴射后，溫度會(huì)繼續(xù)上升，這時(shí)會(huì)影響第二塊電芯，影響第三塊電芯，導(dǎo)致從單體熱失控逐步發(fā)展成系統(tǒng)熱擴(kuò)散這是比較嚴(yán)重的問(wèn)題，通過(guò)點(diǎn)噴方式，把有限的藥劑通過(guò)不同時(shí)間去釋放它，達(dá)到比較理想的狀態(tài)，將熱失控以一個(gè)比較穩(wěn)定的方式停下來(lái)，延長(zhǎng)了控制時(shí)間和控制的平均溫度。

這時(shí)我們的明星產(chǎn)品也是第四代鋰電池探測(cè)預(yù)警裝置，目前在車(chē)載、儲(chǔ)能都有應(yīng)用，內(nèi)置一氧化碳、溫度、煙霧、VOC四款傳感器，而且抑制主機(jī)體積小、接口眾多，能夠自動(dòng)啟動(dòng)，第一個(gè)功能是火災(zāi)抑制功能，第二是點(diǎn)噴式功能，第三個(gè)就是一鍵啟停，第四個(gè)是具備二次細(xì)水霧抑制功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)熱失控，首先噴射全氟己酮實(shí)現(xiàn)防控降溫，不會(huì)對(duì)其他電芯產(chǎn)生次生傷害，若此時(shí)依舊存在較高火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，可以手動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)同一套主機(jī)和管路去噴射不同的藥劑，這就是我們給出的備用終極方案。擁有主備用電源切換和自檢功能，無(wú)壓儲(chǔ)存，同時(shí)可以通過(guò)內(nèi)部的泵組實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)，自檢工作不需要拆機(jī)，不需要返廠監(jiān)測(cè)，這也是設(shè)備的最大的優(yōu)勢(shì)。

今天就分享到這里，謝謝各位。

（轉(zhuǎn)自北極星儲(chǔ)能網(wǎng)）