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解读储能标准 GBT 36276-2018《电力储能用锂离子电池

  • 发布日期: 2024-02-02 来源:紫外光老化试验箱
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    产品概述

      随着储能电站规模和应用场景范围的逐步扩大,采用锂离子电池进行构架和运行的电站事故时有发生,于此同时电动汽车的起火事件也不断受到关注。2017年8月到2019年5月,韩国发生了23起储能电站起火事件,频繁的事故迫使其储能项目停运整顿。所有23起储能系统火灾事故中有14起在充电后发生,6起发生在充放电过程中,3件是在安装和施工途中发生火灾。电池因素、环境影响、检测不到位、设计有缺陷等等都会导致非常严重的不可估量的损失,对于2019年来说,随着国网、南网相继出台政策暂缓所有并网侧储能的建设,锂离子电池储能的发展遭遇到了寒冬。

      因此,对于在2019年01月01日颁布实施的GB/T 36276-2018《电力储能用锂离子电池》,在当前大环境下就显得很重要,在几万只乃至几十万只锂离子电池的储能电站中,任何一点安全性隐患都会造成很严重的后果,因此锂离子电池储能对于安全性尤为敏感。

      中国电力科学研究院有限公司储能与电工新技术研究所官亦标主任介绍,电池性能指标的模糊化、规划设计的简单化、消防设施的形式化成为当前电池储能电站整体质量和安全的巨大隐患。因此,该标准的发布,对于规范产业高质量发展、引导电池制造企业技术转型与升级、消除信息不对称具备极其重大的意义。

      首先,对于电力储能用锂离子电池的评价,是以功率-能量参数体系为基准,摒弃了传统动力电池的电流-容量的参数体系,根据部分电池厂家反馈结果为,以功率测试寿命比以电流测试的至少降低至1/3~1/4。而满足这一指标的电池生产厂商在国内寥寥无几,聚焦于磷酸铁锂电池和钛酸锂电池的生产厂商,目前三元电池并不满足储能用的电性能和安全性能的要求。根据国网测试结果为,功率法90%@1000次与电流法80%@4000次的循环寿命次数基本相当。

      其次是强化了对电池单体和电池模组的热特性的检测及评价,尤其是创新性提出了安全运行的安全底线。这对电力储能用锂离子电池来说,从电池设计角度,就加强了安全性要求,提升了安全性等级,能够从根源上缓解或消除安全隐患。

      相对于动力型锂离子电池来说,新增了电池单体的绝热温升测试试验和热失控试验,以及电池模块的热失控扩散试验。

      对于电池单体来说,绝热温升试验的测试,既可以证明电池在130℃以内的热安全性,也能获取电池在温升速率,以便在发生热失控的前期进行安全预警,提前开启消防措施。

      对于电池单体来说,热失控试验的测试,明确了热失控发生的起始条件,能获取热失控发生温度,与绝热温升曲线结合,提前识别热失控安全风险隐患;也可以判定同一批次间的热一致性,也可以判定同一批次电池在不同常规使用的寿命下的热安全性特性的变化曲线,还可以针对不一样批次或者不一样的规格电池或者不同厂家电池的筛选提供一个依据。

      而对于电池模组来说,热失控扩散试验的测试,是验证其技术水平和设计能力的体现,热失控扩散对于储能电池和动力电池来说都很重要。尤其是在GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》颁布后,对于“锂离子电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前5 min,应提供一个预先警告信号(服务于整车热事故报警),提醒乘员疏散”的要求不可谓不严格。

      因此,从上述分析可知,鉴于功率法与电流法测试循环寿命的结果的巨大差异,电池结构及制造工艺的重新设计和调整是势在必行的。锂离子电池的安全性(尤其是热安全)的严格要求,给电力储能用锂离子电池设置了更高的门槛。随着2020年储能行业(尤其是用户侧储能)的进一步兴起和发展,对于锂离子电池来说迎来了新的利润爆发点,但目前各家锂离子电池差异性巨大,满足GB/T 36276-2018《电力储能用锂离子电池》标准的电芯相对较少,针对高安全高功率的锂离子电池在储能中的应用未来是可期的,而相关测试验证工作则需要尽快开展。

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