1.5 锂离子电池储能电站安全防护现状

1.5.1 储能电站安全风险

（1）火灾风险

火灾风险是锂离子电池储能电站中存在的一类极端且有代表性的安全风险类型，具有破坏性强、经济损失严重、社会关注度高等特点。火灾风险主要包括设备火灾、电缆火灾和电池火灾。其中电池火灾发生概率较高，这是由于锂离子电池本身是化学能量载体，正常运行时受环境、使用条件等因素影响，使得电池具有相当程度的安全隐患。锂离子电池发生火灾的可能原因有：电池本体因机械、热和电滥用发生热失控导致电池材料着火燃烧；电池经渐变故障演化，内部材料发生不可逆分解，在正常充放电过程中着火等。由于储能电站中电池排列密集，数万个单体电池集中分布，电池运行时的热量可能无法有效疏散，因此可能引发电池过热造成热失控。其中，过充电也是锂离子电池储能电站常见的安全事故诱因，由于母线环流或者电池管理系统失效导致的电池过充，会引发电池产热、变形、释放烟气并最终演化为热失控导致火灾。因此，研究电池过充防护技术是保障储能电站安全稳定运行的重要方向。

（2）爆炸风险

相较于火灾事故，爆炸事故的危险程度更高、产生的负面影响也更大。这里所指的爆炸风险主要是气体爆炸风险。由于锂离子电池采用沸点低、易燃的有机电解液，且材料体系热值高，当储能电池发生过热或过充滥用时，易触发电池材料的放热副反应，并释放可燃性或易爆气体，如H₂、CH₄等，可燃气体扩散至空间有限的电池舱中遇明火将发生爆炸。国内外锂离子电池储能工程应用中均有爆炸事故发生，然而，目前关于储能电站爆炸事故的相关科学研究较少，爆炸机理和过程尚不清晰。因此，探究储能电站爆炸事故的成因，开展爆炸事故风险的管控与防护等研究具有重要意义。

（3）其他风险

其他安全风险还包括故障电流风险、化学风险、机械风险和环境风险等。接地故障电流/短路电流是在储能系统运行中导体与导体之间或导体与地（或设备外壳/中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流，其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。产生的后果包括电气器件失效，进一步可能造成电气火灾，更严重的是造成电池系统短路，酿成电池起火或爆炸。化学风险指电池事故释放的有害物质对人体或环境造成的危害。机械风险主要来源于由松动、爆炸或内爆而产生运动的部件给人员、设备本身和周围建筑带来的危害。