储能电池热失控原因及防护措施.pptx

1储能电池热失控原因及防护措施2025年4月

二、锂离子电池热失控研究背景三、锂离子电池热失控常见诱因目录ONTENTSC四、锂离子电池热失控防护管理措施2一、储能电站简介

一、储能电池简介3

储能电站简介4储能技术主要有物理储能（如抽水蓄能）、化学储能（如铅酸电池）和电磁储能（如超导电磁储能）三大类。化学储能主要包括铅酸电池、钠硫电池、液流电池和锂离子电池等。铅酸电池储能电站铅酸蓄电池具有价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点。缺点：深度、快速、大功率放电时，可用容量下降；能量密度较低，寿命较短。二钠硫电池储能电站钠硫电池的阳极由液态的硫组成，阴极由液态的钠组成，中间隔有陶瓷材料的贝塔铝管。电池的运行温度需保持在300℃以上，以使电极处于熔融状态。钠硫电池的制造比较困难，对电池材料、电池结构要求高，因此制造成本较高,由于使用了金属钠，是一种易燃物，又运行在高温下，所以存在一定的风险。三全钒液流电池储能电站全钒液流电池是一种以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，是一种新型清洁能源存储装置，有着寿命长、成本低、维护少、效率高的特点。四锂电池储能电站锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，此时负极处于富锂态，正极处于贫锂态；放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。锂离子电池工作机理示意图

我国储能系统简介及分布5中国储能电站相关的企业主要分布在华东和南方地区，华东占比41.1%，南方占比25.9%，其他区域较为分散。从全国各个省份来看，在南方地区主要以广东为主，截至2020年8月4日，广东共拥有储能电站相关企业570家;在华东地区，储能电站企业主要分布在江苏一带，截至2020年8月4日，江苏共拥有储能电站相关企业563家。储能系统主要由四个部分组成，电池和电池管理系统（BMS），储能变流器（PCS）以及对整个系统进行监控以及通讯的系统。

我国储能电站发展现状6近年来，我国电池储能发展迅速，主要呈现以下三个方面的特点：电池储能技术日趋成熟。长寿命、高安全、低成本及高可靠的电池储能技术是发展趋势。近年来，我国电池储能电站的安全性、循环使用寿命、环保性等关键技术指标均得到了大幅提升。装机容量规模快速发展。截至2019年底，中国电化学储能市场累积装机功率规模为1592.7兆瓦，较2015年的167.0兆瓦在短短的五年时间内增长了近10倍。尤其是近年来电网侧一系列电池储能电站项目，如江苏镇江101兆瓦/202兆瓦时储能电站、冀北电力公司风光储示范工程等相继并网运行，极大地推动了储能电站的规模化发展。宁德时代承担的国家“十三五”智能电网技术与装备专项《100MWh级新型锂电池规模储能技术开发及应用》项目晋江100MWh级储能电站我国电池储能电站研究与发展现状电池储能电站专栏单位成本逐年下降。正是由于近年来我国电池储能电站技术水平的提高和规模化商业运营，使得电池储能电站单位成本呈现逐年下降趋势。根据相关数据显示，2010年我国锂电池储能电站的价格综合度电成本为2.42元/千瓦时，2018年为0.4～0.5元/千瓦时，成本下降反过来促进了电池储能电站的规模化发展和技术水平提升。

二、锂离子电池热失控研究背景7

背景8消费类锂离子电池安全事故三星NOTE7手机电池事故电动汽车自燃事故以热失控为主要特征的电池安全事故2019年4月，APS公司在亚利桑那州运营的储能系统发生起火和爆炸事件航空锂电池事故波音787其他一些因电池引发的储能安全事故

三、锂离子电池热失控常见诱因9

10电池“热失控”相关定义电化学电池以不可控制的方式通过自加热升高其温度的事故即为热失控。热失控电池产生的热量高于它可以消散的热量时，热量进一步积累，可能导致火灾，爆炸和气体释放。如果电池系统中，由于一个电芯产生热失控而引发其他电芯热失控，即为热失控扩散。以锂离子电池为例，温度达到90℃时，负极表面SEI膜开始分解。温度再次升高后，正负极之间的隔膜（PP或PE）遇高温收缩分解，正、负极直接接触，短路引起大量的热量和火花，导致温度进一步升高。动力电池国标文件标准针对“热失控”的定义GB/T36276-2018电池单体内部放热反应引起不可控温升的现象IEC62619:2017Uncontrolledintensiveincreaseinthetemperatureofacelldrivenbyexothermicreaction.电芯内由放热反应引发的不可控制剧烈温升。UL1973:2018UL9540A:2018Theincidentwhenanelect