锂离子电池储能技术的安全风险主要有以下几类:
热失控风险:在过充、过放、内部短路、高温等异常情况下,锂离子电池可能发生热失控。这是一种链式反应,会使电池温度急剧上升,进而引发火灾或爆炸,如北京某光储充一体化项目就因磷酸铁锂电池内短路故障引发热失控起火。
电池管理系统失效风险:电池管理系统(BMS)负责监控电池的充放电状态、电压、电流和温度等参数。若 BMS 失效,就无法及时发现和处理电池的异常状态,导致安全风险增加,像 Moss Landing 储能电站曾因故障检测系统错误喷水导致电池热失控,可能就与 BMS 等监控系统的失误有关。
机械损伤和外部冲击风险:电池在运输、安装或使用过程中可能遭受机械损伤,如穿刺、挤压等,这些外力会破坏电池内部结构,使正负极短路,引发热失控,如设备多次掉落或受到硬物撞击都可能造成此类问题。
环境因素风险:高温环境会加速电池老化,降低其热稳定性,增加热失控的可能性;低温环境则可能使电池性能下降、充放电效率降低,影响电池寿命和使用安全,如在炎热的沙漠地区或寒冷的极地地区使用锂离子电池储能系统,就需要特别注意环境温度对电池的影响。
电气故障风险:电气连接不良、绝缘失效等电气故障,可能导致电池过热或短路,引发安全事故,比如电线接头松动、绝缘层破损等都可能产生电火花,进而引燃电池。
设计和制造缺陷风险:电池设计不当,如电极不均匀、隔膜质量问题、电池组结构不合理等,或制造过程中存在杂质混入、工艺不达标等缺陷,都可能使电池在使用过程中出现安全隐患。
电池老化和不一致性风险:电池在长期使用后会出现老化现象,电池组中各电池的老化程度和性能不一致,可能导致局部过充或过放,影响整个储能系统的安全性和稳定性,缩短电池组的使用寿命。
防火和防爆措施不足风险:储能系统所在建筑或设备的防火设计若不符合要求,缺乏有效的防火、防爆和通风排烟设施,一旦电池发生热失控或起火,就难以控制火势,可能造成严重的人员伤亡和财产损失。
相关推荐: