加強(qiáng)對(duì)鋰電池全生命周期管理

近日，美國(guó)加利福尼亞州的蓋特韋儲(chǔ)能電站(鋰電池)發(fā)生火災(zāi)，引發(fā)普遍關(guān)注。

儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)絕非孤例。事實(shí)上，這已經(jīng)是第二起引發(fā)全球關(guān)注的儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故了。2024年4月27日，德國(guó)尼爾莫爾商業(yè)區(qū)的鋰電池儲(chǔ)能集裝箱發(fā)生火災(zāi)，兩名消防員在救援過程中受傷。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2017—2023年期間，全球至少發(fā)生60起儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故。

西安忠舍天域新能源安全技術(shù)有限公司長(zhǎng)期致力于解決鋰離子電池熱失控及火災(zāi)防治安全技術(shù)問題。公司創(chuàng)始人周泳5月22日在接受記者采訪時(shí)表示，雖然美國(guó)儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故原因不明，但從之前發(fā)生的類似火災(zāi)推斷，鋰電儲(chǔ)能電站失火的主要原因應(yīng)該是鋰電池?zé)崾Э亍?/p>

所謂熱失控，是指在過充、過放、高溫、外力撞擊等異常情況下，鋰電池內(nèi)部或外部短路。在此過程中，電池內(nèi)部副反應(yīng)增多，產(chǎn)生的大量熱量若未能及時(shí)擴(kuò)散，會(huì)使電池發(fā)生破裂，出現(xiàn)漏氣、漏液、起火現(xiàn)象，最終引發(fā)爆炸。

“同時(shí)，電池殼體的破壞也會(huì)造成電池內(nèi)部的電解液泄漏。電解液中有機(jī)溶劑揮發(fā)性強(qiáng)、極易氣化，產(chǎn)生大量可燃性氣體，進(jìn)而引起后續(xù)鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)。”周泳說。

截至目前，蓋特韋儲(chǔ)能電站(鋰電池)發(fā)生的大火已復(fù)燃兩次并持續(xù)燃燒足足6天，且沒有跡象表明火勢(shì)即將得到全面控制。

為何會(huì)復(fù)燃?周泳認(rèn)為，這是由于鋰電池獨(dú)特的燃燒特性和化學(xué)反應(yīng)。他介紹，鋰電池內(nèi)部含有易燃的有機(jī)電解液和活性物質(zhì)，這些物質(zhì)在燃燒時(shí)將釋放大量熱量和有毒易燃?xì)怏w。在鋰電池燃燒過程中，內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)會(huì)持續(xù)進(jìn)行，即使火勢(shì)暫時(shí)被控制，電池內(nèi)部的熱量和化學(xué)反應(yīng)仍可能繼續(xù)，導(dǎo)致大火復(fù)燃。

除了火勢(shì)二次復(fù)燃，大火難以遏制也引發(fā)當(dāng)?shù)孛癖姀V泛擔(dān)憂。

周泳表示，一般在處置氣體火災(zāi)和電氣火災(zāi)時(shí)，首先要切斷氣源和電源，但鋰電池火災(zāi)是一種新型特殊火災(zāi)。火源在電池內(nèi)部，滅火劑無法直接接觸火源，高效滅火難以實(shí)現(xiàn)。

“此外，鋰電池火災(zāi)還具有三維復(fù)雜性。一旦有電池發(fā)生熱失控，其熱量和氣體釋放會(huì)迅速影響周圍電池，形成連鎖反應(yīng)，進(jìn)而加劇火勢(shì)蔓延，使滅火變得更加困難。”周泳補(bǔ)充說。

鋰電循環(huán)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)“鋰++”戰(zhàn)略總監(jiān)王釗告訴記者，鋰電池燃燒會(huì)帶來一系列破壞性后果，包括導(dǎo)致儲(chǔ)能電站主設(shè)備換流變壓器損壞，造成大面積停電，同時(shí)會(huì)釋放大量有毒氣體，如氟化氫、一氧化碳等，對(duì)環(huán)境和人員安全構(gòu)成威脅。

如何預(yù)防鋰電池火災(zāi)的發(fā)生?

“首先要加強(qiáng)鋰電池質(zhì)量控制，確保電池設(shè)計(jì)合理、嚴(yán)格把關(guān)制造過程，減少電池內(nèi)部缺陷和安全隱患。其次要對(duì)鋰電池實(shí)行全生命周期的監(jiān)控和管理，對(duì)有安全隱患的電池進(jìn)行及時(shí)篩查，確保工作電池處于健康狀態(tài)，降低因前期受到損傷留下‘后遺癥’導(dǎo)致未來再次遇到誘因時(shí)表現(xiàn)出突然的熱失控風(fēng)險(xiǎn)。”周泳提醒說。

周泳建議，儲(chǔ)能電站要優(yōu)化電站防火設(shè)計(jì)，做好電池結(jié)構(gòu)防火隔離、電站建設(shè)布局防火間距，留足電池之間的安全空間，確保火災(zāi)發(fā)生時(shí)不會(huì)迅速蔓延。