钠硫电池安全性影响因素分析

陈福平 曾乐才

上海电气集团股份有限公司 中央研究院 上海 200070

1 分析背景

钠硫电池可用于应急电源、可再生能源等的稳定输出,能够削峰填谷,提高电力质量。钠硫电池在应用过程中可能发生失效,钠硫电池储能电站也可能产生损坏,安全是钠硫电池领域需要重点考虑的问题之一。

上海电气钠硫储能技术有限公司是国内专业从事纳硫电池制造的企业,已经完成2 MW大容量钠硫电池单体中试线建设,并实现了百千瓦级纳硫电池的示范应用,但距离钠硫电池的真正商业化应用还较远。

为了推进钠硫电池的商业化应用,需要提高钠硫电池的安全性,笔者通过试验,从单体结构、成组技术、安全防护、监测控制等方面对纳硫电池安全性的影响因素进行分析。

2 日本案例

2011年9月21日,日本碍子株式会社为东京电力株式会社制造的储能电站失火,事后调查显示造成此次火灾的原因是一节纳硫电池发生泄漏,高温熔融物质使纳硫电池模块内部相连区块之间产生短路,由于没有安装熔断设备,短路电流持续存在并损坏了其它纳硫电池,最终引燃相连纳硫电池模块,造成储能电站失火。

此次火灾事故后,日本碍子株式会社对钠硫电池模块在安全性方面进行了如下改进:

(1) 在纳硫电池之间增加熔断设备,防止电池发生短路引发火灾;

(2) 在纳硫电池组之间增加绝缘板,阻止电池泄漏产生的熔融物引发短路;

(3) 在储能电站堆仓的纳硫电池模块之间增加防火板;