央视探寻锂电池爆炸的秘密

国内外储能事故频发

安全问题亟待解决

北京丰台区储能电站事故

2021年4月16日，北京市丰台区大红门集美家居市场发生火灾。14时15分许，在对电站南区进行处置过程中，电站北区在毫无征兆的情况下突发爆炸，导致2名消防员牺牲，1名消防员受伤。这次起火爆炸的电站是25MWh直流光储充一体化电站中的储能电站部分，使用的是磷酸铁锂电池，于2019年投入使用，是当时用户侧最大规模储能电站。

何为储能？储能主要是指电能的储存，是通过特定的装置或物理介质将不同形式的能量通过不同方式储存起来，以便以后再需要时利用的技术。储能是一个横跨多个学科领域的新兴产业，涉及电气、材料、热物理、机械、控制、信息等。热失控、漏电、过电、过流、泄压、次生灾害等都可能导致储能电站火灾事故。

据电力专家介绍，储能电站的储能类型较多，包括电化学储能（锂离子电池、铅碳电池等）、机械储能（飞轮储能、压缩空气储能等）、电磁储能（超导储能、超级电容储能等）以及化学储能（氢储能）等形式，这些储能技术都各有优缺点。此次北京丰台发生火情的储能电站就是较为常见的“光伏+电化学储能”的形式，在家居市场的屋顶上安装了很多光伏太阳能板用来收集电能，而储能电站就相当于一个“巨型充电宝”。

韩国蔚山南区SK能源公司发生火灾

据储能业内专家透露，过去一年，全球范围内累计发生了数十起储能火灾事故。自2017年8月至今，仅韩国就发生了近30起储能电站火灾事故；2019年4月19日，美国亚利桑那州发生电池储能项目爆炸，导致4名消防员受伤，其中2人重伤。

据观察，国内外的储能安全事故多发生在用户侧，比如商业储能电站、变电室、家用储能设备等。私人家用储能方面，比如电动自行车、汽车自燃，手机、充电宝等移动储能设备爆炸，太阳能电池板起火及漏电等事件。因此，从国际国内储能安全发展形势上来看，储能安全风险治理应及时得到重视，并采取针对性治理行动，维护人民群众生命财产安全。

既要发展，也要安全

全面提升储能安防能力

国家电网的储能集装箱群

随着新能源技术的发展，新型储能电站越来越多，储能的技术类型逐渐增多，尤其是新型储能技术及其产业迎来发展高峰。据能源领域媒体介绍，此次丰台事故发生的储能电站为直流光储充一体化电站，曾一度被认为是储能行业的“明星项目”。

此事故发生后的第五天，4月21日，国家发改委、国家能源局下发《关于加快推动新型储能发展的指导意见（征求意见稿）》，力挺新型储能产业的发展，预示着未来将会有更多的新型储能电站一一落成。但是从此次事件可以看出，曾经的“明星项目”最终酿成了严重的储能安全事故，究其原因是没把好安全这一关。因此，没有安全作为前提的发展注定不能行稳致远，若想实现新型储能的大发展，必须将储能安全预警和事故救援摆在与其产业发展相当的位置。

在强化储能电站硬件安全性的同时，也需要强化储能设施的内部和外部监测预警。此次发生在北京丰台的供电公司火灾中，储电站若设置性能优越的内部预警监测设备，加之与储电站外部的预警监测设施设备结合发挥作用，此次火灾事故情形可能会更加乐观，易及时补救，甚至避免。

建设智慧消防系统，在储能电站发生火灾之前，通过智能传感器、物联网、大数据以及人工智能等技术的集合应用，使火灾危险发生前自动生成解决方案，并在第一时间将隐患排除，智能管控储能安全状态等。

上海首座光储充一体化电动汽车充电站

据内人士分析，此次火灾的发生和演变也可能与该储电站的设计制造缺少有效预警手段有关，储电设施的内外部火灾监测预警功能未完全发挥作用，造成此次事故逐渐恶化，直到发生爆炸。无论何种技术，其在发展过程中肯定会遇到一些现实性阻碍因素，但结合实际现有技术做到设计方案安全合理，实现技术探索和推广过程中的相对安全，这应该是发展的基本前提和保障。因此，储能产业若想要可持续健康发展，必须提升储能安全标准体系，尤其是强制性国家标准，通过强制安全认证等方式，提升整个行业的安全水平 。今年1月，《电化学储能电站安全技术要求》和《电化学储能电站检修规程》已经公开征求意见，这对于保障储能电力系统安全运行具有很大意义。而《电化学储能电站安全技术要求》在今年10月已经陆续实施，其中在电池管理系统的安全要求中硬性规定：一个电池柜至少布置2个气体信号采集点，也就是说至少有两个气体传感器模块参与安全预警工作。

《电化学储能电站安全技术要求》BMS部分

储能电站为何会爆炸？部分专家认为，这可能是由于储能电站内含有化学电池组发生故障未及时发现所导致。因为储能电站内的锂电池发生故障会进入热失控状态，其所在模组过热后，因缺乏有效隔热措施，会导致其他模组连锁受热进入热失控状态，并释放大量气体。通风不畅导致箱体内可燃气体高度积聚，接触氧气、火星或热源易引起爆燃。此次事故从现象上看，与美国2019年亚利桑那州储能电站爆炸事故过程非常相似。美国发生的储能事故调查结果显示，其主要原因是电池燃烧后，产生大量爆炸性气体并发生聚集，当第一批急救人员打开舱门、氧气进入舱内时，发生爆燃事故。

目前技术上并没有能够保证锂电池不发生热失控的方法，只能够以技术实现及时发现和预防锂电池热失控的方法。我们可以通过气体传感器技术，根据储能电池的热失控特性，设定相应的预警阀值，实现早期的探测和预警，防止储能电站事故进一步扩大。

锂电池安全监测的方案模组

慧闻科技围绕储能安全开发了多种可用于储能电池热失控安全检测的传感器产品，作为一家创新型智能传感综合服务商，慧闻科技提供压力传感器、MEMS可燃气体传感器、烟雾粉尘传感器、电解液泄漏传感器、电化学模组等多种可用于电池安全的传感器检测方案。

此外，据国家能源部门消息，随着储能产业进入高速发展时期，社会关于储能安全的关注和讨论越来越多，一系列相关标准的起草和制定也在酝酿和筹划之中。尽快引导储能产业迈向健康安全可持续的发展之路，已成为全社会各界共同期望的目标。