储能热失控建立三道防线

锂离子电池，尽管为储能电站提供了高效和成本可控的能源存储解决方案，也带来了不可忽视的安全挑战。在储能电站运行维护阶段，锂电池的热失控问题成为了引发火灾安全事故的主要潜在风险。

锂离子电池热失控是导致储能电站发生燃爆安全事故的主要原因，而热失控主要发生在储能电站运行维护阶段，主动安全技术要解决的正是该阶段的储能安全问题。

而锂电池（三元、磷酸铁锂）热失控由电滥用、热滥用和机械滥用引起。电滥用包括过冲、过放、强制放电、高放电倍率；热滥用包括外部加热、过热；机械滥用包括穿透、碰撞、抛下、震动、浸没，外部滥用是导致电池热失控的直接原因。

单个电池发生热失控后容易导致多米诺骨牌效应。单个锂电池着火后，在热滥用的作用下电池模组内部相邻电池也相继发生热失控，整个电池模组和电池簇会被点燃，最终导致储能电站出现火灾甚至爆炸。

锂离子电池材料易燃易爆，在各种滥用下容易发生热失控，因此电池本体的材料安全性是储能电站安全的第一道防线，第二道防线是过程安全，监控锂电池运行过程中的安全状态，发生异常时进行预警，最后一道防线是消防安全，发生火灾后阻隔其蔓延，灭火并防止复燃。

热失控预警作用在火灾前，通过与BMS系统联动在发生热失控时切断电源，如果模组内部发生火灾会触发灭火系统并进行pack级别灭火，阻止火灾进一步蔓延。

相较于火灾报警系统，热失控预警针对的是火灾发生前，对锂电池内部化学物理参数进行探测，判断热失控是否发生，一旦发生就可以立即采取措施，相较于火灾报警，火灾预警系统是阻止火灾进一步蔓延的重要措施。

在应对锂电池火灾时，采用不同的灭火技术会产生不同的效果。以下是一些常见灭火技术的比较：水降温效果最好，七氟丙烷灭火响应时间最短。

水、全氟已酮、七氟丙烷等介质可以扑灭火灾并阻止复燃。在实验中，5种灭火剂明火消失时间均小于2秒，只有CO2灭火剂出现了复燃情况，在降温方面，水的降温效果最好，电池表面温度上升率最低。

采用高压细水雾灭火，压强越大，温度下降的速度越快，灭火时间越短。在高压细水雾对电池模组灭火的实验中，无灭火措施的情况下，火灾继续扩大，温度不断上升，在A处出现明火60秒后释放不同压强细水雾，火灾温度立马下降，在2Mpa和6Mpa压强下持续喷10分钟以上可以有效扑灭锂电池火灾并阻止复燃。

目前，一些主流企业已经能够实现PACK级别的灭火，这降低了技术壁垒。以下是两家具有代表性的企业及其灭火技术：青鸟消防和国安达目前均能实现电池模组级别灭火。

（1）青鸟消防：采用七氟丙烷+细水雾系统相结合，可针对PACK级、舱级、簇级，能有效扑灭锂电池火灾并抑制复燃。

（2）国安达：采用比全氟己酮、七氟丙烷灭火效能更高、环保性更强、性价比更高的多组份混合灭火剂，持续抑制，惰化抑爆。

储能电站灭火技术较成熟，通过混合气体灭火剂或者气体与水基灭火剂相组合可以扑灭锂电池火灾并防止复燃。

内容来源：民生证券研究院

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