楚能“浸默“電池安全系統或解儲能事故難題

　　據中國儲能網不完全統計，近年來，國內外電化學儲能領域就發生火災事故40余起，不僅造成了重大財產損失，還造成了人員傷亡。2021年4月6日，韓國一光伏電站儲能系統起火，燒毀面積達22平方米，共造成約4.4億韓元損失(約合人民幣258萬元)。2017年8月至2019年10月，韓國共發生此類火災事故27起。

　　2021年7月31日，澳大利亞維多利亞州特斯拉Megapack儲能電站起火，一個2.673MWh儲能集裝箱著火。火勢大到難以撲滅，消防員只能控制火勢不波及到其他儲能集裝箱，整場火災持續了4天才燒完。

　　電化學儲能系統的安全設計和消防技術革新，成為包括武漢楚能新能源有限公司(下稱楚能新能源)在內的眾多新能源企業，關注的焦點和渴望突破的關鍵技術。

　　首創“浸默”電池安全系統新在哪?

　　2022年12月5日，楚能新能源發布了該公司首創的儲能行業“浸默”電池安全系統，并在武漢江夏基地實驗中心進行了安全性能演示實驗。湖北省消防救援總隊技術人員及領導，在試驗現場全程觀摩指導。

湖北省消防救援總隊技術人員在實驗現場點評

　　據中國儲能網了解，楚能新能源的技術團隊與湖北省消防救援總隊技術人員，就頻發的動力、儲能起火事故進行了多次探討、交流，雙方得出的結論是：解決電池系統起火事故的最根本解決方案是“電池本質的安全”，但是這一方案無法在短時間內取得技術突破;第二個方案是電池系統起火后定向彈出隔離，不造成人身和周邊財產的損失;第三個方案是阻止PACK箱內部電池的電化學反應，無熱蔓延發生，給出足夠時間進行消防處理。

　　楚能新能源首創的“浸默”電池安全系統方案屬于第三種方案。該消防系統主要應用于標準的20尺預制艙，包含“浸默”液冷PACK箱、液冷系統、消防系統、匯流柜等。其中，消防系統不再采用全氟己酮等粉末類介質，而是采用液態滅火介質YEC-1，安全系統可在3分鐘內將發生熱失控報警的液冷PACK箱完全浸沒，通過快速降溫以及局部窒息手段，阻斷熱失控電池的進一步反應，使得電池間以及PACK間不再有熱蔓延，實現精準、快速消防，抑制熱失控持續惡化，降低失控風險。

　　楚能新能源在發布“浸默”電池安全系統時，還著重強調了該系統是從模組到PACK到運維，全線使用最安全材料、設計和技術的系統。

　　硬剛復燃的液態滅火介質YEC-1

　　電化學儲能電站是比較常見的一類儲能電站。隨著儲能電站項目的建設和應用，其火災危險性也逐漸顯現。因此，各大生產廠家都會配備消防滅火系統。目前，電化學儲能電站消防系統常用的滅火抑制介質包括：全氟己酮、七氟丙烷、氣溶膠等。

　　楚能新能源的技術人員表示，七氟丙烷常溫屬于氣態，需要進行高壓處理，以液態形式存儲在高壓鋼瓶中，七氟丙烷需要維持一定的濃度才能具備滅火和持續抑制火災的能力，另外，七氟丙烷的環保性較差，在大氣中殘留時間長達31年，嚴重影響全球氣候。氣溶膠作為滅火介質的缺點也很明顯，系統觸發后，氣溶膠會釋放大量熱，雖然有一定的滅火能力，不過降溫效果差，且不能持續抑制。

　　“全氟己酮在存儲、降溫和滅火效果、環保等方面均優于七氟丙烷、氣溶膠，但是對于已經熱失控的鋰電池組，是無法立即阻止電池內部反應的，需要達到并維持一定的濃度才能具備滅火和持續抑制的能力”，技術人員在接受中國儲能網采訪時說，“全氟己酮在550℃以上高溫時，受熱裂解產生有毒有害、具有腐蝕性的氫氟酸。”

　　在密閉空間內，一定濃度的全氟己酮或七氟丙烷具有優良的降溫、滅火效果，不過，它們都無法阻止已經發生熱失控電池的內部反應，換言之，傳統氣態抑制劑難以抑制熱失控電池的熱蔓延，往往容易出現電池包復燃的現象。

楚能新能源進行“浸默”電池安全系統實驗

　　楚能新能源首創的“浸默”電池安全系統，淘汰了全氟己酮、七氟丙烷等傳統消防介質，取而代之的是液態滅火介質YEC-1，它能夠在較短時間內將熱失控的磷酸鐵鋰電池包(目前，成本低、安全性高的磷酸鐵鋰電池是儲能設備的首選之一)完全浸沒，通過快速降溫、局部窒息的手段，阻斷熱失控電池的進一步反應，達到“惰化”效果，使電池內部、電池間的反應快速緩解，實現電池“浸默”狀態。楚能新能源選用的液態消防介質YEC-1不僅能有效滅火，還能有效解決電池的熱蔓延問題。

　　雖然液態滅火介質YEC-1與目前業內主流滅火介質(全氟己酮)的滅火原理相同，主要從降溫和隔絕氧氣兩方面進行滅火，但是它遠優于全氟己酮，特點是成本低、易獲取且能有效抑制電池內部反應、阻止電池防護單元的復燃。其次液態滅火介質YEC-1具備優異的防冷凍效果，可以根據不同低溫需求做出調整，最低可耐-30℃低溫，液態滅火介質YEC-1優異的防冷凍效果,為電化學儲能消防系統在東北地區等低溫環境下的正常工作奠定了基礎。

　　16項發明專利讓電池“浸默”

　　楚能新能源首創的“浸默”電池安全系統實驗，在模擬磷酸鐵鋰電池包熱失控起火場景下進行，實驗數據顯示：在電芯噴閥約4秒后，探測器的監測數據達到二級報警閾值，聯動火災報警控制器上報二級報警，39秒后啟動聲光報警器，在聲光報警器開啟185秒(設定延時時間180 秒)后，火災抑制裝置自動啟動液態滅火抑制劑噴淋，在206秒內液體滅火介質浸沒電池包，在靜置觀察過程中，電池包未復燃、未熱蔓延至其它電芯。

　　實驗結果表明，“浸默”電池安全系統的消防滅火抑制裝置、火災報警控制器、聲光報警器、復合探測器等均能按照設計參數和判定邏輯精準有效聯動，另外，液態滅火介質YEC-1能有效抑制電池包的復燃、熱擴散，是一種優良的滅火介質。“浸默”電池安全系統各功能組件能夠有效聯動，達成了自動探測預警、自動撲滅明火、快速降溫、阻/隔熱、持續抑制、惰化抑爆等多項目標，實驗證明“浸默”電池安全系統設計是一套具備多舉措的安全防控技術總體解決方案，可應用于電化學儲能中大型集裝箱、分布式儲能等場景。

　　截至目前，在“浸默”電池安全系統的電池開發驗證方面，楚能新能源榮獲了一大批國家級專利技術，完成了超30項專利布局，其中發明專利16項，并可針對儲能電池行業量身定制出多款安全、高效、經濟的電池解決方案。該公司基于楚能研究院的強大科研團隊實力與投入，不斷為儲能安全優化升級貢獻力量。