锂离子电池的安全性的分析和展望-瑞达国际集团

　　锂离子电池的安全性的分析和展望

　　据统计，在当前的电化学储能市场，磷酸铁锂电池占比近90%，是主流技术路线，也是商业化进程最快的技术之一。

　　在锂电池产业快速发展的同时，不时曝出的相关事故，也引发了人们的担忧。未来“锂电池”储能应如何在确保安全的前提下提升经济性?SES Power有着超过20年的锂离子电池的研发经验，也完成了许多大项项目，对锂离子电池的安全性和未来的发展有着深刻的认识，下面我们来简单的分析和讨论下这方面的话题：

　　A：“锂电池”储能安全隐忧仍存

　　蓝牙耳机、电子烟、手机、笔记本电脑、送餐机器人、两轮电动车、乘用车、储能电站……这只是应用了锂离子电池的产品清单上的部分而已，但是它已足以勾勒出现代人的生活方式，从中也可看出锂电池在人们生活中的分量。

　　如今在用户侧，储能‘锂电池化’是一种趋势。相比铅酸、镍氢电池，锂电池环境兼容性强，污染较低、性价比较高，优势突出。这也是锂电池能快速普及的重要原因。

　　伴随着锂电池的迅速推广，一些安全隐患也逐渐浮出水面，特别是在电动车、储能电站等较大容量的锂电池应用领域。

　　其中，对业内影响最大的当属北京储能电站起火爆炸事故、特斯拉在澳大利亚的储能项目的火灾。

　　单就安全性而言，磷酸铁锂电池技术在业内的口碑颇高。在电化学储能领域，磷酸铁锂电池是现阶段国内大规模储能电站的首选。

　　“磷酸铁锂的橄榄石结构中氧气很难析出，铁离子氧化能力不强，晶体中的P-O键稳固，在200到400摄氏度的时候基本不发生分解，因此其热稳定性和结构稳定型是目前所有正极材料中最高的。在锂离子电池储能领域，磷酸铁锂是比较靠谱的技术路径。SES Power做的所有储能项目都是用磷酸铁锂电池”SES Power的工程师说，主流的锂电池技术路线中，磷酸铁锂电池的安全稳定性高、循环寿命长、环境污染小、性价比高等优势都比较明显。

　　B：储能安全是个系统工程

　　然而，即便是在业内以高稳定性著称的磷酸铁锂电池，也会发生内部短路故障，从而引发火灾事故，锂电池的安全性我们还能放心吗?

　　SESPower认为，从专业的角度来分析，电池质量和本体安全性是储能系统安全运行的根本。电池内部发生短路的原因有很多种，比如锂电池本身可能在制造过程中有些小瑕疵，会形成短路;在使用过程中，出现了撞击、过充或者过放，也可能导致短路。

　　SES Power的工程师说：“材料体系的稳定不代表电池的绝对安全，磷酸铁锂纳米级颗粒较小，采用碳包覆工艺，粘结剂对其纳米颗粒的粘附力较差，因此在电池制备及充放电循环过程中，存在纳米颗粒脱离造成电池的内部微短路的可能性;此外，电池热失控时，有机电解液燃烧也造成一定安全隐患。传统的磷酸铁锂电池都是液态电解质电池，电池破损后，遇水与电解液反应后会生成剧毒的氟化氢，燃烧以后还会排放二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等，这些有毒气体的危害可能比起火、爆炸本身更麻烦。”

　　除了严格控制锂电池的安全性能，我们还应当对储能系统的布局、运维、消防和安全管理等方面给予足够的重视，及时处理BMS对电池性能监控和异常状态的反馈、及时且有效的消防措施、起火后的易燃易爆气体扩散防范等，均可以防止事故的发生，防止事故造成严重后果。

　　所以我们应该理性看待锂电池的安全性问题。即便是燃油车也有起火爆炸的风险，电化学储能作为一种基于化学反应原理的技术，很难做到绝对安全，但这不一定影响人们的安全使用。关键是要将它的不稳定、不可控的安全风险降到足够低，将事故影响控制在人们可接受的范围内。

　　C：“固态+”或开启“锂电池”安全发展的新方向

　　应如何最大程度降低技术的固有安全性隐患，提升锂电池系统的整体安全水平呢?产业的痛点背后往往也深藏巨大商机。

　　SES Power了解到，为了解决传统磷酸铁锂电池的安全问题，锂离子电池企业做了不少技术探索。其中，一些企业用固态电解质逐步取代液态电解质的技术尝试已取得较大突破。

　　在我们看来，安全是锂电池产业发展的前提，亦是生命线。在守好这个生命线的前提下，动力锂电池的目标就是要做高能量密度;储能锂电池就是要做到长循环寿命以实现降成本。考虑这两点，电化学储能领域未来最有前途的技术路线应该是固态化技术嫁接的磷酸铁锂电池技术，也就是固态磷酸铁锂电池。(注意固态电池的翻译是All-soild battery)

　　除了电池技术本身之外，锂电池储能系统的优化和技术升级，也是确保安全性的重要方面，在这一领域，尚有较大提升空间。

　　“很多人认为，在储能系统里电池是最关键的，但在我们看来，用好电池同样关键。在对现有主流锂电池技术路线有客观理性认识的基础上，更应该做好系统检测和管控工作。”SES Power的工程师说，“大规模储能电池往往是多个电芯串联或并联在一起的，一个电芯出了问题，难免会波及其他相邻电芯，从而引发事故。SES Power倡导全电芯检测，但是因为逐个电芯检测成本高，业内对此意见并不统一。”

　　因为每家储能企业的成本控制能力不同，再加上目前在大规模锂离子电池储能领域的检测和安全标准体系仍不健全，一些储能电池系统的安全性究竟怎样仍难准确评估。