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加強對鋰電池全生命周期管理
發(fā)布時(shí)間:2024-05-23 17:06:42      來(lái)源:科技日報

近日,美國加利福尼亞州的蓋特韋儲能電站(鋰電池)發(fā)生火災,引發(fā)普遍關(guān)注。

儲能電站發(fā)生火災絕非孤例。事實(shí)上,這已經(jīng)是第二起引發(fā)全球關(guān)注的儲能電站火災事故了。2024年4月27日,德國尼爾莫爾商業(yè)區的鋰電池儲能集裝箱發(fā)生火災,兩名消防員在救援過(guò)程中受傷。

據不完全統計,2017—2023年期間,全球至少發(fā)生60起儲能電站火災事故。

西安忠舍天域新能源安全技術(shù)有限公司長(cháng)期致力于解決鋰離子電池熱失控及火災防治安全技術(shù)問(wèn)題。公司創(chuàng )始人周泳5月22日在接受記者采訪(fǎng)時(shí)表示,雖然美國儲能電站火災事故原因不明,但從之前發(fā)生的類(lèi)似火災推斷,鋰電儲能電站失火的主要原因應該是鋰電池熱失控。

所謂熱失控,是指在過(guò)充、過(guò)放、高溫、外力撞擊等異常情況下,鋰電池內部或外部短路。在此過(guò)程中,電池內部副反應增多,產(chǎn)生的大量熱量若未能及時(shí)擴散,會(huì )使電池發(fā)生破裂,出現漏氣、漏液、起火現象,最終引發(fā)爆炸。

“同時(shí),電池殼體的破壞也會(huì )造成電池內部的電解液泄漏。電解液中有機溶劑揮發(fā)性強、極易氣化,產(chǎn)生大量可燃性氣體,進(jìn)而引起后續鏈式燃燒反應?!敝苡菊f(shuō)。

截至目前,蓋特韋儲能電站(鋰電池)發(fā)生的大火已復燃兩次并持續燃燒足足6天,且沒(méi)有跡象表明火勢即將得到全面控制。

為何會(huì )復燃?周泳認為,這是由于鋰電池獨特的燃燒特性和化學(xué)反應。他介紹,鋰電池內部含有易燃的有機電解液和活性物質(zhì),這些物質(zhì)在燃燒時(shí)將釋放大量熱量和有毒易燃氣體。在鋰電池燃燒過(guò)程中,內部化學(xué)反應會(huì )持續進(jìn)行,即使火勢暫時(shí)被控制,電池內部的熱量和化學(xué)反應仍可能繼續,導致大火復燃。

除了火勢二次復燃,大火難以遏制也引發(fā)當地民眾廣泛擔憂(yōu)。

周泳表示,一般在處置氣體火災和電氣火災時(shí),首先要切斷氣源和電源,但鋰電池火災是一種新型特殊火災?;鹪丛陔姵貎炔?,滅火劑無(wú)法直接接觸火源,高效滅火難以實(shí)現。

“此外,鋰電池火災還具有三維復雜性。一旦有電池發(fā)生熱失控,其熱量和氣體釋放會(huì )迅速影響周?chē)姵?,形成連鎖反應,進(jìn)而加劇火勢蔓延,使滅火變得更加困難?!敝苡狙a充說(shuō)。

鋰電循環(huán)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺“鋰++”戰略總監王釗告訴記者,鋰電池燃燒會(huì )帶來(lái)一系列破壞性后果,包括導致儲能電站主設備換流變壓器損壞,造成大面積停電,同時(shí)會(huì )釋放大量有毒氣體,如氟化氫、一氧化碳等,對環(huán)境和人員安全構成威脅。

如何預防鋰電池火災的發(fā)生?

“首先要加強鋰電池質(zhì)量控制,確保電池設計合理、嚴格把關(guān)制造過(guò)程,減少電池內部缺陷和安全隱患。其次要對鋰電池實(shí)行全生命周期的監控和管理,對有安全隱患的電池進(jìn)行及時(shí)篩查,確保工作電池處于健康狀態(tài),降低因前期受到損傷留下‘后遺癥’導致未來(lái)再次遇到誘因時(shí)表現出突然的熱失控風(fēng)險?!敝苡咎嵝颜f(shuō)。

周泳建議,儲能電站要優(yōu)化電站防火設計,做好電池結構防火隔離、電站建設布局防火間距,留足電池之間的安全空間,確?;馂陌l(fā)生時(shí)不會(huì )迅速蔓延。

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