大容量电池储能的本质安全探索

张添奥，刘 昊，陈永翀，王青松，张淑兴，曾其权

（1中国科学院大学，北京 100049；2中国科学院电工研究所，北京 100190；3中国科学技术大学，安徽合肥 230026；4中广核研究院有限公司，广东深圳 518000）

可再生能源的开发利用可以有效应对能源危机和环境问题，是世界各国能源转型和低碳经济发展的重要支柱[1]。近年来，风电、光伏等可再生能源快速发展，其波动性和间歇性对电能质量的影响显著，需要应用储能支撑其进一步发展[2]。电化学储能具有良好的适应性和灵活性，近年来装机容量增长迅速。然而，电化学储能尤其是锂离子电池储能存在安全风险，应用进程受到严重制约。截至2020 年底，全球投运的电化学储能电站已发生数十起安全事故。我国电化学储能项目的安全性也面临巨大挑战。2021年4月，北京集美大红门储能项目北区磷酸铁锂电池舱在毫无征兆的情况下突发爆炸，导致2 名消防员牺牲，1 名消防员受伤，电站内1名员工失联。解决电化学储能电站安全问题迫在眉睫。

在同属高风险的煤炭、化工行业中，人们针对安全性进行了广泛与深入的研究，最终本质安全(intrinsic safety)被认为是从根源上消除或减少危险的途径[3-5]。当前众多关于本质安全的研究中，针对煤矿、化工等行业的研究占有较大比重，针对电池行业如何实现本质安全的讨论较少，研究工作还有待深入。

针对电池储能发展中的本质安全需求，本文根据其他行业研究本质安全的理论，分别对电芯、模组以及集装……