近期電動(dòng)汽車電池著火事故頻繁，5月10日，工業(yè)和信息化部組織召開加強(qiáng)新能源汽車安全管理電視電話會(huì)議。著火的不僅電動(dòng)汽車，日前，在北京某酒店布置的用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目也發(fā)生了火災(zāi)，據(jù)有關(guān)媒體報(bào)道該儲(chǔ)能系統(tǒng)每月維護(hù)一次，事故發(fā)生當(dāng)日上午才剛剛進(jìn)行了一次維護(hù)，下午電池房?jī)?nèi)就因電池系統(tǒng)故障而發(fā)生火災(zāi)，具體事故原因還在調(diào)查中。

隨著電池儲(chǔ)能應(yīng)用的擴(kuò)圍，起火事故數(shù)量明顯增加。前不久，美國(guó)亞利桑那州西谷菲尼克斯郊區(qū)的公共服務(wù)公司(APS)內(nèi)，儲(chǔ)能設(shè)施內(nèi)電池發(fā)生故障冒煙，消防員在進(jìn)入檢查時(shí)發(fā)生爆炸、造成多人受傷。一時(shí)間，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)安全性再次引起全社會(huì)的焦慮。

起火并非偶然

近年來(lái)，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在項(xiàng)目規(guī)劃、政策支持和產(chǎn)能布局等方面加快了發(fā)展的腳步，我國(guó)儲(chǔ)能正處于從示范應(yīng)用向商業(yè)化初期發(fā)展過(guò)渡的重要階段，預(yù)計(jì)到2050年，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)將達(dá)200GW，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)2萬(wàn)億元以上。而隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，著火事故的絕對(duì)數(shù)量在短期內(nèi)將可能持續(xù)增加。

首先，無(wú)論是電動(dòng)汽車還是儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)發(fā)展時(shí)間尚短，對(duì)于儲(chǔ)能電池著火事故的規(guī)律還缺乏足夠的研究，對(duì)于預(yù)防措施不完全掌握。加之，在新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，一些缺乏核心技術(shù)的企業(yè)受政策感召和補(bǔ)貼吸引進(jìn)入到行業(yè)中，在市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰尚未開始，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚未完全形成之時(shí)，產(chǎn)品就投入應(yīng)用，必然會(huì)出現(xiàn)一些意外事故的發(fā)生。

其次，電池儲(chǔ)能技術(shù)路徑弊端或是起火事件罪魁禍?zhǔn)?。眾所周知，?dāng)前無(wú)論電動(dòng)汽車還是大規(guī)模儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，均采用鋰電池作為儲(chǔ)能載體。鋰離子電池正極材料主要集中在鈷酸鋰、錳酸鋰和三元材料等類別。負(fù)極材料主要以碳材料、合金材料、鈦酸鋰為主。由于碳電極與金屬鋰的電位接近，當(dāng)電池過(guò)充電時(shí)會(huì)在碳電極表面析出金屬鋰形成鋰枝晶，鋰枝晶會(huì)刺穿電池隔膜引起短路；而另一技術(shù)路徑，以合金類材料作為負(fù)極材料，解決了碳材料析出鋰枝晶的問(wèn)題，但在充放電的過(guò)程中，由于電池體積會(huì)發(fā)生較大變化,同樣可能導(dǎo)致穿透隔膜，造成短路。

對(duì)于儲(chǔ)能電池來(lái)說(shuō)，無(wú)論哪種短路，結(jié)果都是發(fā)生起火甚至爆炸。

呼喚安全儲(chǔ)能技術(shù)

長(zhǎng)期以來(lái)，成本問(wèn)題一直困擾我國(guó)電儲(chǔ)能技術(shù)的廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，通過(guò)科研攻關(guān)，成本實(shí)現(xiàn)了快速下降。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，無(wú)論在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，還是大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域，電池儲(chǔ)能的市場(chǎng)化普遍應(yīng)用已經(jīng)指日可待，但頻發(fā)的著火事故讓我們警醒，安全成為懸在電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)頭頂?shù)倪_(dá)摩克利斯之劍。

沒有安全，所有產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，都是建在沙堆上的城堡；換句話說(shuō)，我們?cè)陔妱?dòng)汽車、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)取得的大好發(fā)展局面完全可能被顛覆。值得一提的是，工信部已經(jīng)要求，各主管部門、生產(chǎn)企業(yè)、行業(yè)組織都要行動(dòng)起來(lái)，抓早抓小、抓實(shí)抓好安全工作。但筆者認(rèn)為，在這些高度的概括背后，應(yīng)該全方位審視電池儲(chǔ)能技術(shù)的安全，相關(guān)企業(yè)在研發(fā)電池儲(chǔ)能產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)該把安全列為首要性能，而會(huì)導(dǎo)致短路著火的鋰電池負(fù)極材料問(wèn)題，或?qū)⑹莾?chǔ)能行業(yè)深入研究的替換技術(shù)方向。

中國(guó)電力科學(xué)研究院儲(chǔ)能電池本體研究室主任楊凱認(rèn)為，“儲(chǔ)能電站和電動(dòng)汽車一樣，安全穩(wěn)定性是最為重要的指標(biāo)。”他認(rèn)為，具有安全穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)的鈦酸鋰電池，突破了石墨作為負(fù)極的固有局限性，性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的鋰離子電池。

據(jù)楊凱介紹，鈦酸鋰作為負(fù)極材料嵌鋰電位高，在充電的過(guò)程中避免了金屬鋰的生成和析出，又因其平衡電位高于絕大部分電解質(zhì)溶劑的還原電位，不與電解液反應(yīng)，不形成固—液界面鈍化膜，避免了很多副反應(yīng)的發(fā)生，從而大大的提高了安全性。在要求高安全性、高穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命周期的電動(dòng)汽車和大容量?jī)?chǔ)能等應(yīng)用場(chǎng)景具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

在夏威夷自然能源研究所發(fā)表的關(guān)于銀隆奧鈦鈦酸鋰儲(chǔ)能系統(tǒng)耐久性和可靠性分析論文中顯示，通過(guò)對(duì)銀隆奧鈦儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，3年里運(yùn)行工作時(shí)間達(dá)90%，卻從未出現(xiàn)故障。

儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有利于推動(dòng)非化石能源大規(guī)模的應(yīng)用，也有利于推進(jìn)我國(guó)在全球新一輪能源技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革中搶占先機(jī)。或許安全事故只是小概率事件，可能存在的安全隱患不容忽視?？蒲械綉?yīng)用的全過(guò)程管控，各大儲(chǔ)能企業(yè)應(yīng)為降低危險(xiǎn)系數(shù)做出努力，也僅如此，中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)才能行穩(wěn)致遠(yuǎn)。