安全技術支撐電化學儲能發展

　　電化學儲能火災事故頻發，已成為行業發展過程的瓶頸和痛點。在日前舉行的2023世界儲能大會上，專家指出，安全技術是電化學儲能發展的重要支撐，并分享了提升電化學儲能安全的多種解決路徑及其最新成果。

　　“電化學儲能行業正快速發展，但事故概率還是較高。2022年，在我國建成的規模以上且運行中的470多座儲能電站中，發生了3起火災事故。也就是說，在我國每座儲能電站每年大概有4‰~6‰的概率發生火災，世界范圍內這一數字是2‰~3‰。”歐盟科學院院士、中國科學技術大學教授孫金華表示，要解決這個痛點問題，需要構筑好儲能電站安全的“三道防線”，即電池本體安全、運維過程安全、消防安全。

　　他進一步表示，在這三方面，業界均已取得長足進展。“我們從電池材料和整體設計入手，有效提升了電池的安全性，電池的熱失控概率低至10-8；過程安全方面，有集常溫散熱、高溫隔熱為一體的電池模組熱管理以及熱失控耦合技術，可以迅速阻斷電池運行過程中產生的熱量；消防安全方面發展了全氟己酮高滅火抗復燃的技術、液氮滅火技術等。上述技術多數已在儲能行業得到廣泛應用。”孫金華說。

　　中國科學院工程熱物理研究所研究員李泓則指出，固態電池具有較高安全性已為業界所共認，但固態電池研發存在技術難點。因此，其團隊以實際應用為導向，提出原位固態化技術，以支持半固態和全固態電池生產。該技術通過化學或電化學反應，將液體電解質轉換為固體電解質，以實現電解質與電極材料表面的原子級接觸，鈍化正極表面，從而綜合平衡高能量、高安全、低體積膨脹、低內阻、寬溫區等性能要求。

　　“基于該技術生產的混合固液電池具有更高的安全性和電芯持續充放電性能，已于近年落地應用。”李泓表示，“但總體來說，混合固液電池的推廣應用依然任重道遠，我們希望從混合固液技術開發走向全固態電池，研發出具有商業競爭性的技術路線。”

　　“安全的成本是無價的，但安全成本的底線是‘有價’的，并且可以進行量化。”寧德時代新能源科技股份有限公司總工程師許金梅指出，儲能系統是一項系統性工程，具有場景差異化、集成規模化、系統高壓化等典型特征，根據應用場景的不同，其安全目標、適配的安全技術也各有差異。對此，她分享了寧德時代的安全防護思路。

　　“首先應該根據電源側不同場景，構建不同安全設計目標；隨后根據該目標，從安全技術平臺中選擇不同的技術組合；在測試驗證階段，要求產品在全壽命周期終點依然能滿足標準體系的要求，保障用戶資產安全；在產品運行階段，采用AI技術手段，多維度監控安全風險，實現智能預警，提前安排設備檢修；最后，采用概率安全分析方法，量化儲能產品的失效概率，驗證安全設計目標是否達成，如存在偏差，則再次循環上述流程，直至達成安全設計目標為止。”許金梅說，“據評估，采用該安全防護思路設計的產品，安全等級會提升2~3個數量級，但成本不會有明顯增加。”