对锂电池的 加强对锂电池全生命周期管理

加强对锂电池全生命周期管理

来源：科技日报

◎实习记者 薛 岩

近日，美国加利福尼亚州的盖特韦储能电站（锂电池）发生火灾，引发普遍关注。

储能电站发生火灾绝非孤例。事实上，这已经是第二起引发全球关注的储能电站火灾事故了。2024年4月27日，德国尼尔莫尔商业区的锂电池储能集装箱发生火灾，两名消防员在救援过程中受伤。

据不完全统计，2017—2023年期间，全球至少发生60起储能电站火灾事故。

西安忠舍天域新能源安全技术有限公司长期致力于解决锂离子电池热失控及火灾防治安全技术问题。公司创始人周泳5月22日在接受记者采访时表示，虽然美国储能电站火灾事故原因不明，但从之前发生的类似火灾推断，锂电储能电站失火的主要原因应该是锂电池热失控。

所谓热失控，是指在过充、过放、高温、外力撞击等异常情况下，锂电池内部或外部短路。在此过程中，电池内部副反应增多，产生的大量热量若未能及时扩散，会使电池发生破裂，出现漏气、漏液、起火现象，最终引发爆炸。

“同时，电池壳体的破坏也会造成电池内部的电解液泄漏。电解液中有机溶剂挥发性强、极易气化，产生大量可燃性气体，进而引起后续链式燃烧反应。”周泳说。

截至目前，盖特韦储能电站（锂电池）发生的大火已复燃两次并持续燃烧足足6天，且没有迹象表明火势即将得到全面控制。

为何会复燃？周泳认为，这是由于锂电池独特的燃烧特性和化学反应。他介绍，锂电池内部含有易燃的有机电解液和活性物质，这些物质在燃烧时将释放大量热量和有毒易燃气体。在锂电池燃烧过程中，内部化学反应会持续进行，即使火势暂时被控制，电池内部的热量和化学反应仍可能继续，导致大火复燃。

除了火势二次复燃，大火难以遏制也引发当地民众广泛担忧。

周泳表示，一般在处置气体火灾和电气火灾时，首先要切断气源和电源，但锂电池火灾是一种新型特殊火灾。火源在电池内部，灭火剂无法直接接触火源，高效灭火难以实现。

“此外，锂电池火灾还具有三维复杂性。一旦有电池发生热失控，其热量和气体释放会迅速影响周围电池，形成连锁反应，进而加剧火势蔓延，使灭火变得更加困难。”周泳补充说。

锂电循环产业互联网平台“锂++”战略总监王钊告诉记者，锂电池燃烧会带来一系列破坏性后果，包括导致储能电站主设备换流变压器损坏，造成大面积停电，同时会释放大量有毒气体，如氟化氢、一氧化碳等，对环境和人员安全构成威胁。

如何预防锂电池火灾的发生？

“首先要加强锂电池质量控制，确保电池设计合理、严格把关制造过程，减少电池内部缺陷和安全隐患。其次要对锂电池实行全生命周期的监控和管理，对有安全隐患的电池进行及时筛查，确保工作电池处于健康状态，降低因前期受到损伤留下‘后遗症’导致未来再次遇到诱因时表现出突然的热失控风险。”周泳提醒说。

周泳建议，储能电站要优化电站防火设计，做好电池结构防火隔离、电站建设布局防火间距，留足电池之间的安全空间，确保火灾发生时不会迅速蔓延。

人民日报新知：锂电池助推能源革新

【现象】不久前，2019年诺贝尔化学奖颁发给3位科学家，表彰他们在锂离子电池(以下简称“锂电池”)方面的研究贡献，再次引起人们对锂电池的关注和讨论。从上世纪70年代锂电池概念的提出，到上世纪90年代进入市场，如今，锂电池已经被应用到方方面面，改变了人们的生活。未来，随着相关研究的深入推进，锂电池的发展和应用将迎来更加广阔的前景，进而推动人类社会能源变革与创新，为经济社会可持续发展、加强环境保护注入新的动能。

【点评】相较于以化石燃料为基础的传统能源供给方式，锂电池的出现打破了以往的碳基供能方式，减少了碳排放量，为可持续发展提供了新路径。从上世纪90年代开始，锂电池开始进入市场，逐渐成为电器和IT终端设备的动力选择。更小的体积、更稳定的性能、更好的循环性，使锂电池逐渐遍布人们日常生活的各个方面，助力人类向清洁世界迈出重要一步。

中国是锂电池产业大国。《锂离子电池产业发展白皮书(2019年)》显示，中国作为全球最大的生产国和最重要的应用市场，在全球锂电池产业中的地位不断提升。尤其是受益于新能源汽车持续快速发展，近年来我国锂电池产业规模稳步增长。数据显示，2018年我国锂电池累计产量达139.9亿只，同比增长25.9%；产业规模达到1727亿元，同比增长9%。2018年，中国锂电池市场产量超过全球产量的一半，行业公司市值规模逾1万亿元。全球对于锂电池的需求也呈增长趋势，为相关领域带来新的商机。

如今，随着汽车电动化趋势的来临，锂电池得以发挥作用。得益于国家政策对新能源汽车产业的大力支持，近年来，我国动力型锂电池发展迅猛。高能量密度、高稳定性的车规级锂电池，拓展了电动汽车行业的前景，得到政府和市场的初步认可。今年以来，随着新能源汽车补贴政策的调整，锂电池的成本压力加大，将一些低端产品淘汰出局，使得市场竞争更加激烈，倒逼相关企业以更高的产品性价比、更快的市场反应能力，在竞争中赢得优势。

同时也应当看到，锂电池的发展和应用也面临着不小的挑战。比如，锂电池新能源汽车在实际使用过程中，尚存在能量密度低、低温性能差、充电时间长、使用寿命短等问题，核心技术尚未实现明显突破，安全方面也存在一定隐患。针对这些问题，有待科学研究的进一步深化，也离不开对其他清洁能源的进一步探索。

人类社会的每一次进步，都与科学技术的突破和创新密不可分。相信随着科技的不断发展，人类社会将不断推进能源生产和消费革命，构建一个更加清洁低碳、安全高效的能源体系。

《 人民日报 》( 2019年10月25日 05 版)

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