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转载锂电破圈，重在打好组合拳

文章转载于：IDCE数据中心展

根据全球市场研究机构统计，2019 年全球锂电池市场规模达到了353 亿美元，预计到2025 年，市场规模将增长到 858 亿美元，年复合增长率将达到 15.6%。随着智能手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子产品的广泛普及，以及电动汽车对锂电池需求的进一步扩大，锂电池作为未来发展的趋势，将在更多场景得到应用。

锂电池进数据中心机房并不是新鲜事。

阿里云作为全球领先的云计算服务商，其上海数据中心就广泛使用了锂电池作为备用电源。腾讯广东深圳数据中心也部署了大量的锂电池设备。

全球最大搜索引擎和互联网公司Google在美国犹他州数据中心同样使用了大量的锂电池模块。

这些案例表明，锂电池在数据中心领域的应用已经越来越广泛，其优势在于体积小、重量轻、能量密度高和环保等特性，能够满足数据中心对高效、稳定和环保能源的需求。

同时，随着数据中心功率密度的快速上升，受限于铅酸电池承重和占地面积的极大挑战，锂电池的应用将成为必然趋势 ；并且锂电池技术的不断发展和成本的降低，推动锂电池在数据中心的应用将进一步扩大。

日常生活中，虽然锂电池起火爆燃事故会零星发生，但从其使用场景来看因素是多方面的，如应用环境更恶劣，充放电管理待完善等。

不可否认，锂电作为一种轻便、高效、环保的能量存储方式，正在改变着我们的生活方式。

然而，如何更好地利用锂电，使其发挥出更大的价值？

这是值得我们深入探讨的问题。

锂电池必须使用小PACK，分布式才是正解

前段时间发生的珠海广通物流园储能柜起火，以及“4·16”北京大红门储能电站起火，事故起因均与电池集中式架构设计有关，以此诱发系列反应，最终造成财产损失。

那么，分布式锂电池和集中式锂电池起火后，谁危害程度更大。

有研究机构专门针对这一场景进行模拟实验。

实验分两组，一组是分布式锂电池，另一组是集中式锂电池。分别将它们放置在一个实验室中进行测试，分布式锂电池组：由 100 个单独的电池单元组成，每个电池单元的容量为 10Ah，总容量为 1000Ah。集中式锂电池组：由 50 个电池单元组成，每个电池单元的容量为 20Ah，总容量为 1000Ah。实验结果如下：

不难发现，分布式锂电池相对于集中式锂电池在起火时的危害相对较小，锂电池必须使用小PACK，分布式才是正解。

首先，规模较小。与集中式锂电池相比，分布式锂电池的单一电芯和电池组的能量较小 ，因此一旦发生火灾，火势可能相对较小，对周围环境和设备的影响也会相对较小。

其次，更高的安全性。分布式锂电池通常采用模块化设计，每个模块都具有独立的电池管理系统，可以实现对单个模块的监控和保护。此外，分布式电池通常布置在较为分散的位置，这样在发生火灾时，火势不易蔓延，从实验数据来看，燃烧范围小，只影响局部区域，减小了事故的风险。

再次，便于维护和救援。由于分布式锂电池布置在较为分散的位置，火灾发生时，更容易进行局部的维护和救援，降低事故的扩大和影响。

法国 Saucats Amarenco储能电站就是一个很好的例证。该电站起火事故当中，由于采用分布式部署，每个集装箱单元之间设置了一定的安全距离，最终火情在未发生火灾蔓延和人员伤亡的情况下即得到了有效控制。

最后，系统冗余。分布式锂电池系统通常具有较高的冗余设计，当某一部分电池出现问题时，整个系统仍能保持正常运行，这有助于减小火灾对整个系统的影响。

锂电池火灾抑制，水消防不可取

全氟己酮——相变降温，隔绝氧气是王道

锂电池起火不可怕，关键在于如何预防。

对于锂电池火灾抑制手段，业内早有研究，包括快速灭火 和高效冷却 两个方面。

快速灭火是为了极大降低火焰对临近电池和其他设备的热伤害，高效冷却是为了抑制电池内部的链式分解反应，防止电池再次复燃和热失控；同时高效降温冷却也有效的降低了对临近电池的影响。

此前珠海储能柜灭火途中爆燃，亦或是美国储能电站起火，都出现了电池在灭火中途复燃的情况，电池中途复燃并非是一个个例。

锂电池灭火剂的选择大致分为固体灭火剂、气体灭火剂、液体灭火剂以及协同灭火剂四种 。

固体灭火剂，典型的是干粉灭火剂，在抑制电池明火的链式燃烧反应中起着重要作用，但无法阻止电池热失控。

气体灭火剂，最常见的是以CO2、七氟丙烷、全氟己酮灭火剂为代表。

七氟丙烷，利用热分解产生的含氟自由基起阻断链式燃烧反应的作用。

有研究表明，虽然其能够快速扑灭外部明火，但是电池极易复燃。过量使用还会产生大量的 HF ，该气体具有很强的腐蚀性和毒性，会对人体和设备造成损害。

全氟己酮在常温下是液体，其臭氧损耗潜能值为0，更具备优秀的环保性能，是名副其实的环保灭火剂。

全氟己酮灭火剂在喷发后，可快速汽化，迅速吸收大量热量，隔绝空气中的氧气，实现窒息灭火。

根据一项权威实验表明，全氟己酮和七氟丙烷都表现出快速扑灭电池外部明火的能力，其中全氟己酮更具有较好的冷却能力，对单电池具有优秀的冷却效果。

由于七氟丙烷对环境的影响，已经被列入禁用名单，我国将在2024年前逐渐退出七氟丙烷市场。

并且，相较于七氟丙烷，全氟己酮安全余量比较高，在使用时对人体更安全。

液体灭火剂，最常见的是泡沫灭火剂和水，虽然泡沫能够有效包覆电池模组，但是难以渗透到模组内部，因此，泡沫灭火剂抑制电池模组内热失控传播的效果较差。

那么储能电站着火时，为什么不能直接用水喷？

答案是，水消防并不可取。

这是由锂电池的特性决定的，使用锂电池在发生火灾时，水分可能会导致电池短路，进而加剧火势。此外，水与锂电池正负极材料以及电解液发生剧烈化学反应，产生的气体和热量可能会引发爆炸，加重火灾事故。

美国加利福尼亚州Moss Landing一期项目安全事故即是如此，在该起事故当中，由于某区域检测到烟雾，抑制火灾的喷水降温系统随之启动，水喷到电池机架上，进而导致更大范围的电池短路和电弧，最终导致该项目大约7%的电池模组和其它设施系统造成损失。

同时，火灾蔓延速度快，储能电站火灾往往发生在密闭的空间内，火势蔓延速度快，直接用水喷可能导致火势迅速扩大，增加事故风险。

而且很多储能电站将淹没式消防作为热失控的最终控制手段，而采取该方案后将会造成整个电池空间内的电池报废，损失惊人。

何况采取淹没式方式后对周围的其他设备影响也难以忽略，会引起业务的中断。

尤其对于数据中心这种使用场景，服务器等设备价值更高，对业务连续性要求极为严格，更加不能使用水消防方式进行灭火。

因此，在数据中心建设时，应考虑减小每个电池组的能量；在发生火灾时，可以采取更加合适的灭火方法和措施，尽可能缩小影响范围，降低损失，而不是直接用水喷淋或水淹没。

锂电池多场景落地

防范锂电池起火，重在打好组合拳

根据全球市场研究机构统计，2019 年全球锂电池市场规模达到了353 亿美元，预计到2025 年，市场规模将增长到 858 亿美元，年复合增长率将达到 15.6%。

随着智能手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子产品的广泛普及，以及电动汽车对锂电池需求的进一步扩大，锂电池作为未来发展的趋势，将在更多场景得到应用。

前不久，有媒体报道称，风头正盛的特斯拉，2023款车型中既有三元锂电池，也有磷酸铁锂，无不看中了锂电池的优秀性能，马斯克也难逃锂电池的“真香”定律。

没有锂电的参与，行业的发展想要做到全面无短板，往往需要走一条更为艰辛的路。

锂电池的安全问题是当前行业发展中亟待解决的关键问题。为了防范锂电池起火，可以从以下几个方面着手：

1.选用合适的电池类型：集中式电池在发生故障时，容易导致整个电池系统的损毁，从而引发火灾。

相比之下，分布式电池可以有效限制故障范围，降低火灾风险。 此外，选择小容量并具有良好安全性能的电池类型，降低起火风险。

2.严格的电池质量和安全性检测：在电池投入使用前，必须对其进行严格的质量和安全性检测，包括电池外观检查、电性能测试、安全性能测试等，确保每一块电池都符合相关安全标准。

此外，还需定期对电池进行检测和维护，及时发现并处理潜在的安全隐患。

3.采用先进的电池管理系统（BMS）：电池管理系统是储能电站安全运行的关键。通过采用先进的电池管理系统，可以实时监测电池的充放电状态、温度、电压等参数，估算电池健康状态，确保电池在安全、可靠的范围内工作。

当检测到异常情况时，电池管理系统可以及时采取措施进行保护，避免安全事故的发生，将问题电芯的隐患掐灭在萌芽阶段。

4.在电池组PACK级别，设计以全氟己酮为消防剂的消防装置，在电芯发生热失控时降低电芯及其周围的温度，抑制火焰的蔓延，降低火灾风险。电池系统中所用材料和器件均应选用阻燃材料，避免被引燃造成火灾扩大。

5.建设完善的消防系统：储能电站内部应设置自动灭火系统、火灾报警系统等消防设施，并在周围设置消防通道，确保在火灾发生时能及时进行扑救。此外，还需要定期对消防系统进行检测和维护，确保其正常运行。

6. 加强人员安全培训和应急预案：对储能电站的运维人员进行定期的安全培训，使其具备相关的安全知识和操作技能。

同时，制定完善的应急预案，确保在发生安全事故时能迅速、有效地进行处置，降低事故造成的损失。

尽管锂电池在帮助我们实现零碳世界的道路上，会面临各种各样的问题和难关。但锂电池新兴技术和安全问题都不会也不应影响到我们对未来锂电技术的期待。

换言之，锂电应用绝非某一个企业创新就能单独实现，需要产业链、供应链、技术端的协同创新，需要更多的上下游厂家向着——“锂”想未来，这一目标奔跑。

文章转载于：IDCE数据中心展

GGII：2024年上半年中国储能锂电池出货量116GWh 预计全年出货量超240GWh

智通财经APP获悉，根据高工产研储能研究所(GGII)调研统计，2024年上半年中国储能锂电池出货量116GWh，相较2023年上半年87GWh，增长41%。其中一季度出货量40GWh，二季度出货量76GWh。GGII预计2024年全年储能锂电池出货量超240GWh，其中电力储能将成为2024年增长最主要驱动力;户用/通信/便携式储能市场需求将有所放缓，全年出货低于预期。

2022-2024年中国储能锂电池出货量及预测(GWh)

数据来源：高工产研储能研究所(GGII)，2024年7月

从细分领域出货量来看，电力储能/户用储能/工商业储能/通信&便携式储能锂电池出货量分别为103GWh、8GWh、3GWh、2GWh。

电力储能锂电池占比为89%，出货量103GWh，同比增长43%，占比进一步扩大;户储上半年受欧洲区域电价降低、经济失速影响，需求减缓，预计全年出货仍很难回调;便携式储能整体增速有所回落，其市场需求有望在欧洲阳台光伏等细分场景增长带动下得到提升;通信储能市场则受更换周期影响，2024年为小年，需求同比减弱近50%。

2023H1-2024H1中国储能锂电池出货量(按细分领域，GWh)

数据来源：高工产研储能研究所(GGII)，2024年7月

下半年预测：GGII预计2024年全年储能锂电池出货量超240GWh，其中电力储能将成为2024年增长最主要驱动力;户用/通信/便携式储能市场需求将有所放缓，全年出货低于预期。

市场格局方面，由于头部企业之间竞争激烈，行业排名较同期有较大变动，但整体集中度无明显变化，CR5由70%降低至68.5%。同时，从314Ah产品来看，头部TOP10企业(除比亚迪外)均已实现314Ah量产出货，且部分企业314Ah产品出货占比超50%。

2023-2024H1国内储能锂电池出货CR5格局变化(%)

数据来源：高工产研储能研究所(GGII)，2024年7月

值得注意的是，314Ah电芯在上半年电力储能出货中占比22%，出货量23GWh。下游头部集成商如阳光电源、中车株洲所等已实现5MWh+系统批量出货，同时在上半年并网投运项目中，搭载314Ah的5MWh系统也实现规模并网，如东营津辉集中式储能项目一期500MW/1000MWh、中电建新疆巴里坤156MW/624MWh储能项目等。

2023-2024年电力储能锂电池出货结构及预测(按电芯型号，GWh)