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今年6月，國(guó)家能源局明確提出中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池；不宜選用梯次利用動(dòng)力電池。
這一政策的背景是，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至今年6月，全球已發(fā)生60余起儲(chǔ)能安全事故，其中，三元電池占比82%。
三元和磷酸鐵鋰電池的風(fēng)險(xiǎn)：
從安全上來(lái)說(shuō)，相比與三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池泄氣的LFL、燃燒速率、爆炸壓力更有優(yōu)勢(shì)。
鈉硫電池的特性決定其危害性。鈉硫電池負(fù)極由液態(tài)的鈉組成，電池運(yùn)行溫度需保持在300℃以上，以使電極處于熔融狀態(tài)。在利用效率高、響應(yīng)快、能量密度高優(yōu)勢(shì)之外，其劣勢(shì)也頗為突出，包括安全性差、溫度要求高。鈉硫電池的電極使用液態(tài)鈉，有遇水爆炸的危險(xiǎn)，滅火比其他儲(chǔ)能火災(zāi)更為困難。
磷酸鐵鋰的改善點(diǎn)：
鵬輝能源儲(chǔ)能技術(shù)專家（副總級(jí)）吳候福指出，磷酸鐵鋰從安全技術(shù)上還需要繼續(xù)演進(jìn)。比如改善液態(tài)電解液，使用半固體和固態(tài)的電解質(zhì)，可以減少電池?zé)崾Э氐母怕什⒋蠓鶞p少熱失控時(shí)候產(chǎn)生可燃?xì)怏w的含量。使用鈉離子替代鋰離子，也可以大幅降低電池在機(jī)械濫用，熱濫用時(shí)候的熱失控風(fēng)險(xiǎn)。
鈉離子電池與磷酸鐵鋰電池的原理一致，生產(chǎn)工序相同，材料相近，同時(shí)其安全性更好、倍率性能更佳、低溫性能優(yōu)異。
半/固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)替代電解液和隔膜，具備良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，極大提升了電池安全性能，有利于突破現(xiàn)有鋰電池的能量密度瓶頸，將成為儲(chǔ)能電池安全的解決方案。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成和安裝安全：
儲(chǔ)能安全事故頻發(fā)的情況下，大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性也日益受到關(guān)注。尤其在“雙碳”背景下，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)是一個(gè)有望迎來(lái)千億大市場(chǎng)的“藍(lán)海”。GGII調(diào)研顯示，2025年我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模有望達(dá)到24GW。在儲(chǔ)能這個(gè)千億級(jí)市場(chǎng)面前，大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展和完善關(guān)系行業(yè)的發(fā)展。
行業(yè)人士稱，目前針對(duì)大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)問(wèn)題，大致有六大方面值得關(guān)注：1、超長(zhǎng)壽命鋰電池；2、一致性、低成本電池材料體系；3、電池動(dòng)態(tài)阻抗在線識(shí)別與動(dòng)態(tài)一致性管理；4、單體與模塊壽命衰減機(jī)制及預(yù)測(cè)；5、電池單體及模塊的安全性能表征和評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；6、大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)集成與應(yīng)用。
而從大型儲(chǔ)能系統(tǒng)測(cè)試方面，需要從系統(tǒng)層面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣安全、電池安全、并網(wǎng)特性、環(huán)境適應(yīng)、功能安全等方面的技術(shù)審核和嚴(yán)格測(cè)試。
大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展展望：
未來(lái)，整個(gè)大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的架構(gòu)將會(huì)從簡(jiǎn)單電池的串并聯(lián)，用組串式的架構(gòu)去轉(zhuǎn)換，通過(guò)把電池的化學(xué)技術(shù)、熱管理技術(shù)以及電力電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)進(jìn)行綜合，來(lái)實(shí)現(xiàn)綜合安全生命周期可用性更高的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
伴隨各種數(shù)字化技術(shù)、電力電子技術(shù)對(duì)儲(chǔ)能進(jìn)行更精細(xì)化的管理，儲(chǔ)能系統(tǒng)將逐漸走向“智能化” “模塊化”。
據(jù)了解，目前華為等儲(chǔ)能頭部企業(yè)已經(jīng)聚焦于利用電力電子的可控性解決鋰電池的不一致性和不確定性。
行業(yè)人士也呼吁，希望通過(guò)一套儲(chǔ)能系統(tǒng)，從整個(gè)生命周期去降低放電成本。其次，希望更完善的儲(chǔ)能市場(chǎng)能夠提供一個(gè)更安全可靠、更高放電量、更優(yōu)投資和更簡(jiǎn)單運(yùn)維的解決方案。
未來(lái)，基于鋰電池更成熟、更穩(wěn)定的大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)，既要滿足大型電站、電網(wǎng)停電等極端情況，又要讓電力公司快速存儲(chǔ)、便捷使用來(lái)自于間歇性來(lái)源的可再生能源。這樣，在各種技術(shù)不斷完善下，儲(chǔ)能將逐步“晉升”為不可或缺的“能源來(lái)源”。
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