储能电站安全性及消防交流.pptx

储能电站安全性及消防交流致力绿色能源 贡献和谐环境Dedicating to the Green Energy Contributing to the Harmonious Environment 33一、锂电池介绍13二、锂离子电池电站2三、平朔电站项目介绍目 录一、锂离子电池 一次电池（原电池） 锂金属负极特点：能量密度高，安全隐患大容易产生锂枝晶，循环性能差，寿命低锂金属及其合金或贵金属负极二次电池（可充电锂离子电池）碳负极安全性最好，充放电性能最强，循环性好，寿命长，能量密度低，成本高锂离子化合物负极（钛酸锂等）锂电池分类?锂离子电池原理锂离子电池:它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质及隔膜嵌入负极，负极处于富锂状态;放电时则相反。又称“摇椅式电池”。隔膜的作用是只允许锂离子通过，不允许电子通过，否则内部就短路了。常见锂离子电池安全性比较1电池类别正极材料负极材料安全性三元锂镍钴锰酸锂碳 低磷酸铁锂LiFePO4碳钛酸锂钛酸锂 高2 海洋能发电业务3 海洋能发电业务注：钛酸锂电池是目前公认的安全性最好，循环性能最高，寿命长，更加环保等优点，因此，用钛酸锂电池做比较能定性地分析三元锂及磷酸铁锂电池危险性的问题。碳负极电池与钛酸锂负极电池比较结论一一、尽管石墨资源丰富，价格低廉，是目前商品化锂离子电池中应用最成功的负极材料，但在应用上仍存在以下弊端:1、过充电时可能析出锂枝晶，造成电池短路，影响锂电池的安全性能;2、易形成SEI膜（钝化膜）而导致首次充放电效率较低，不可逆容量较大，并且在过放及受热时会分解，充电继续形成新的SEI膜（电解液在负极表面的电解产物），放出可燃气体；3、即碳材料的平台电压较低(接近于金属锂)，并且容易引起电解液的分解,从而带来安全隐患。4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积变化较大，循环稳定性差。5、内阻较大，特别是过充条件下，温度急剧上升。6、满充条件下，LixC6还原性极强，蕴含巨大的化学能，燃烧时放出大量能量。结论二二、三元锂电池与磷酸铁锂电池比较，不同之处在于采用的正极材料，而三元锂电池的燃点要比磷酸锂电池更低。三元锂电池的自燃温度为200℃，磷酸锂电池的自燃温度为500-800℃，三元锂电池的自燃温度明显更低。所以如果因为出现撞击或者是其他意外情况导致电池组温度升高，那么三元锂电池会比磷酸锂电池更快自燃。另外，三元锂材料的化学反应更加剧烈，会释放氧分子，正极材料产气量约占80%。在高温作用下电解液迅速燃烧，发生连锁反应。在满充条件下，三元锂正极材料中的Co及Ni处于高价位，具有极强的氧化性，而电解液时可燃液体，负极处于富锂状态，拥有极强的还原性，燃烧三要素只差一个引火源，在热失控条件下甚至可以直接反应，燃烧甚至爆炸。正极与电解液反应研究锂离子电池正极材料表面电解液分解液分解机理的研究电动自行车电池爆炸显示发生了连锁反应的层级爆炸，大量黑烟说明负极参与爆炸。结论三尽管三元锂电池危险性较高，但由于有较高的能量密度，适用温度范围广，在一些对重量要求比较高的领域特别是电动汽车有较多的应用。近年来，随着技术进步，温度控制能力增强，事故率下降趋势明显。磷酸铁锂电池虽然有能量密度较低，一致性差等缺点，但由于安全性较高，在电动汽车及储能领域有较多的应用。钛酸锂电池虽然安全性最高，循环性能好，长寿命等优点，但由于其能量密度最低，价格高，经济性不好等缺点，市场份额最低。在一些公共交通领域有一些应用。电池包装方式、特点及安全性比较 目前，电站使用锂离子电池一般使用方形电池及软包电池：方形电池：属于硬包电池，外壳一般采用铝壳或铁壳。方形电池的材料已完全国产化,且其对电池材料技术要求低于软包电池,在同等容量下整体材料成本比软包电池低10%左右。方形电池成品加工相对简单,成本优势明显，为应对鼓包，一般装有排气阀。软包电池：软包电池是在液态锂离子电池外层套上一层聚合物外壳。由于软包电池外包装采用的多是铝塑膜,一旦内部出现问题,软包电池就会出现鼓胀,从电池表面最薄弱的部位鼓开,安全性相对较高。软包电池的内阻相对较小,目前国产软包电池芯的内阻最小可做到35mΩ以下,极大地降低了电池的自耗电，减少热量生成。但,软包电池需用到的大部分铝塑膜仍依靠进口，成本较高。电化学储能介绍锂离子电池储能电站技术是指通过电化学方法通过锂离子电池实现对电能的储存，并在需要时进行释放的一系列相关技术。为促进能源产业优化升级，实现清洁低碳发展，近年来，我国大力发展清洁能源，风电、光伏实现跨越式大发展，新能源装机容量占比日益提高。然而，在清洁能源高速发展的同时，波动性、间歇式新能源的并网给电网从调控运行，安全控制等诸多方面带来了不利影响，极大地限