CO2惰化式锂离子电池储能集装箱研究

锂离子电池作为储能载体之一,为新能源并网、电网调峰与调频提供了重要支持。锂离子电池储能技术发展的同时,安全问题不能忽视。通过分析锂离子电池储能集装箱爆炸事故原因可知：锂离子电池热失控释放出的可燃烟气是爆炸的主要成因。根据燃烧三要素原理,设计了CO₂气体保护式磷酸铁锂电池热失控阻燃对比试验。根据试验结果,初步规划设计了CO₂惰化式锂离子电池储能集装箱,以期为锂离子电池储能电站的安全设计提供技术支撑。     

储能系统锂离子电池火灾抑制技术分析和研究

锂离子电池储能技术是储能领域最具应用前景的技术之一,但安全问题一直是其大规模推广应用所面临的主要挑战。笔者通过了解不同电池特性,重点研究锂离子电池的火灾特性,对锂离子电池电力储能系统消防安全研究的最新进展进行了概括,从灭火剂适用性、灭火装置的研制过程方面分析了锂电池储能系统的消防安全现状,为锂离子电池火灾事故预防及应急能力提供支持。     

通风条件下储能集装箱磷酸铁锂电池热失控气体扩散规律

储能电站安全和消防问题备受关注,采用磷酸铁锂电池热失控特征气体作为探测预警的方式已经广泛应用于储能电站。气体在储能集装箱部的扩散规律直接影响探测预警的准确性,对通风影响储能集装箱磷酸铁锂电池热失控特征气体扩散规律尚缺乏深入的认识。为了探究通风对储能集装箱特征气体扩散的影响,首先采用锂离子电池热失控实验平台探究了109 Ah 磷酸铁锂电池发生热失控特征气体的种类及组分,然后采用数值分析技术对储能电站气体扩散进行全尺寸模拟,通过改变通风速率、通风尺寸、通风位置讨论特征气体的扩散规律,给出纵向特征气体的变化规律,为现实气体探测预警提供理论依据。     

预制舱式磷酸铁锂电池储能系统安全性分析研究

电化学储能是开展电网调峰平谷、风/光能并网,实现“双碳”目标的关键环节,在政策导向和市场需求的双擎推动下迅猛发展,国内以磷酸铁锂电池储能预制舱/电站等形式大量涌现。然而,锂离子电池储能系统本身具有燃烧爆炸风险、成组密集布置进一步增加其发生热失控火灾事故的风险,同时由于电化学储能系统涉及固体、液体、气体及电气火灾等多种形式,给灭火救援处置提出了新的挑战。本文对电化学储能电站的安全性进行分析,并通过锂离子电池储能箱的全尺寸实验进行验证,获取其热失控过程中温度、气体浓度等多种参数,揭示锂离子电池储能箱热失控过程的机理,分析规模化电化学储能系统的火灾风险。研究结果显示,磷酸铁锂电池在热失控燃爆过程中电芯温度、环境温度出现明显变化,其中电芯温度可达700 ℃以上,在规模化应用条件下,磷酸铁锂电池热失控风险高,发生燃爆事故的危害大。因此,电化学储能电站需要从产品标准、设计规范、应急处置等方面加强安全管控,尤其需要开展适用于锂离子电池储能系统的预警装置和热管理技术研究。     

锂离子储能系统消防安全研究现状

论述国内外在锂离子储能系统消防标准规范方面的制定和规划情况并进行对比分析。总结近年来国内外研究机构针对锂离子储能系统消防安全开展的研究情况和研究成果,提出我国保障锂离子储能系统安全发展亟待解决的关键问题,包括明确火灾爆炸特性、发展火灾预警和探测技术、开展灾后处理研究及储能电站在运行安全性研究等。     

锂离子电池在太阳能电池路灯照明技术中的应用

文章介绍了太阳电池使用锂离子电池储能的工作原理与系统构成,以及太阳能光伏技术在照明工程中锂离子电池的应用,并对其成本及存在问题作了简要的分析。     

18650型锂离子电池火灾爆炸预警装置研究

基于锂离子电池的热失控过程设计实验,分析充放电电流为0.5C、1C、2C、3C时锂离子电池热失控过程的温度变化特征。在此基础上自主研发针对18650型锂离子电池及电池组的热失控三级预警装置。为验证装置的有效性,开展锂离子电池外部短路、低阻值放电实验,结果表明,该装置在应对异常升温的锂离子电池时显示出优良的预警性能,能满足对18650型锂离子电池火灾爆炸预警工作的要求。     

不同压力细水雾抑制三元锂离子电池热失控效果试验研究

为探究瓶组式细水雾灭火装置在存储和使用过程中的压力变化对150 Ah大容量三元锂离子电池热失控抑制效果的影响,搭建了锂离子电池燃烧抑制试验平台,开展了锂离子电池热失控抑制试验。结果表明：试验条件下,细水雾压力越大抑制热失控所需时间越短;1.2 MPa细水雾扑灭锂离子电池明火后存在复燃现象;在成功扑灭锂离子电池热失控明火的条件下,10 MPa细水雾耗水量最少;压力衰减会降低瓶组式细水雾的灭火效果。试验可以为细水雾灭火装置抑制大容量三元锂离子电池热失控的系统选型和运行维护提供参考。     

美国UL与印度NFSC开展锂离子电池消防安全合作研究

正2021年7月30日,美国UL和印度国家消防学院(NFSC)联合签署谅解备忘录,旨在促进锂离子电池消防安全方面的相互合作并帮助推进印度该领域的标准化进程。该备忘录协议要求,UL将与NFSC一起举办各种锂离子电池安全培训和知识共享活动,共同探索与其他负责电动汽车和电网储能系统电池火灾相关的监管指导组织的合作模式。除了消防安全研究领域的合作外,     

预制舱式磷酸铁锂电池储能电站防火设计

预制舱式磷酸铁锂电池储能电站在我国应用较为广泛,其消防安全问题是国内外关注的焦点问题。本文通过开展磷酸铁锂储能电池模块在过充条件下的燃烧特性试验,分析总结了预制舱式磷酸铁锂电池储能电站火灾发生发展的特点,并以此为依据,从火灾危险性、防火间距、火灾预警策略、灭火系统设计、消防给水及消防车道等方面提出储能电站防火设计的基本原则。     

新能源汽车换电站消防安全技术探讨

新能源汽车换电站产业迅速发展,建设和使用过程中的消防安全至关重要,在储能技术和材料不断发展和突破的同时,有效的防火、灭火技术措施并没有同步跟进。本文针对新能源汽车换电站建设现状、事故特点和火灾风险进行分析,基于现有消防技术标准,提出了换电站设置的防火技术和管理措施,基于对六碳全氟酮气液双相态锂离子电池灭火剂和专用灭火系统的有效性实验和论证,提出了换电站的灭火技术措施,为新能源汽车换电站消防安全建设和管理提供了理论依据。     

电池储能系统火灾预警与灭火系统设计

基于某梯次电池储能系统实际工程项目需求,结合电池热失控机理,提出了基于VOC、可燃气体、温度、烟雾等的多级预警系统及分级预警策略,对电池进行全周期、连续性监测,确保快速有效地检测出电池热失控状态,实现灭火系统的早期介入。在传统的七氟丙烷灭火系统基础上,增加水喷淋灭火系统,确保能够有效扑灭火灾。以退役磷酸铁锂电芯热失控为例验证了该系统的有效性。     

锂离子电池储能电站火灾防控技术研究综述

针对电化学储能电站的火灾危险性,通过对国内外电化学储能领域相关文献资料的收集、查阅、分析,从锂离子电池热失控致灾机理、储能电站火灾扑救技术方法、储能领域安全标准等方面,对该领域的研究现状及发展趋势进行综述,为进一步促进储能行业的安全健康发展提供参考.     

不同灭火装置对磷酸铁锂电池模组火灾的灭火效果

为了验证不同灭火装置对储能电池模组火灾的灭火效果,按照实际预制舱搭建试验平台,分别考察了七氟丙烷、全氟己酮、热气溶胶、细水雾等灭火装置针对预制舱中单个储能电池模组火灾的灭火效果。试验结果表明,针对储能电池模组火灾,需要考察灭火剂的灭火效果和降温能力。部分灭火剂可以扑灭初期火灾,但是难以中断储能电池内部的持续反应,可能发生复燃。     

射流水柱与低温氮气扑救锂离子电池火灾的可行性试验研究

为了研究射流水柱与低温氮气对由穿刺引发的锂离子电池热失控火灾的防控效果，开展了不同灭火剂种类（射流水柱与低温氮气）及不同灭火剂作用时间下的锂离子电池火灾灭火试验。研究结果表明：射流水柱灭火剂可用作扑灭锂离子电池火灾，但无法彻底阻断内部反应的进行，需较长时间持续释放作用以免发生复燃。相同作用时间内低温氮气无法持续有效地对电池进行降温，且作用期间电池存在较大复燃风险，针对锂离子电池火灾适用性较差。     

细水雾对磷酸铁锂储能电池模组性能影响研究

细水雾可有效扑灭储能电站磷酸铁锂电池热失控火灾并抑制其复燃,但在灭火过程中细水雾喷放对处于非热失控状态的正常电池的影响尚未明确,一定程度上限制了其在储能电池消防安全领域的推广应用。以正常326 Ah磷酸铁锂储能电池模组为试验对象,系统研究了细水雾持续喷放对其充放电性能、安全性能及数据监测模块（BMU）功能的影响。结果表明：在15 min的细水雾持续喷放及后续观察期间,3组电池模组均未出现外壳形变、未产生可燃气体、未出现温度升高及电火花等异常现象,且各单体电压平稳,BMU数据采集功能正常,试验前后电池模组充放电性能未出现明显波动,验证了细水雾在磷酸铁锂储能电池模组火灾扑救过程中的可靠性。