近日，美國加利福尼亞州的蓋特韋儲能電站(鋰電池)發(fā)生火災(zāi)，引發(fā)普遍關(guān)注。
儲能電站發(fā)生火災(zāi)絕非孤例。事實上，這已經(jīng)是第二起引發(fā)全球關(guān)注的儲能電站火災(zāi)事故了。2024年4月27日，德國尼爾莫爾商業(yè)區(qū)的鋰電池儲能集裝箱發(fā)生火災(zāi)，兩名消防員在救援過程中受傷。
據(jù)不完全統(tǒng)計，2017—2023年期間，全球至少發(fā)生60起儲能電站火災(zāi)事故。
西安忠舍天域新能源安全技術(shù)有限公司長期致力于解決鋰離子電池?zé)崾Э丶盎馂?zāi)防治安全技術(shù)問題。公司創(chuàng)始人周泳5月22日在接受記者采訪時表示，雖然美國儲能電站火災(zāi)事故原因不明，但從之前發(fā)生的類似火災(zāi)推斷，鋰電儲能電站失火的主要原因應(yīng)該是鋰電池?zé)崾Э亍?/p>
所謂熱失控，是指在過充、過放、高溫、外力撞擊等異常情況下，鋰電池內(nèi)部或外部短路。在此過程中，電池內(nèi)部副反應(yīng)增多，產(chǎn)生的大量熱量若未能及時擴散，會使電池發(fā)生破裂，出現(xiàn)漏氣、漏液、起火現(xiàn)象，最終引發(fā)爆炸。
“同時，電池殼體的破壞也會造成電池內(nèi)部的電解液泄漏。電解液中有機溶劑揮發(fā)性強、極易氣化，產(chǎn)生大量可燃性氣體，進而引起后續(xù)鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)。”周泳說。
截至目前，蓋特韋儲能電站(鋰電池)發(fā)生的大火已復(fù)燃兩次并持續(xù)燃燒足足6天，且沒有跡象表明火勢即將得到全面控制。
為何會復(fù)燃?周泳認(rèn)為，這是由于鋰電池獨特的燃燒特性和化學(xué)反應(yīng)。他介紹，鋰電池內(nèi)部含有易燃的有機電解液和活性物質(zhì)，這些物質(zhì)在燃燒時將釋放大量熱量和有毒易燃?xì)怏w。在鋰電池燃燒過程中，內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)會持續(xù)進行，即使火勢暫時被控制，電池內(nèi)部的熱量和化學(xué)反應(yīng)仍可能繼續(xù)，導(dǎo)致大火復(fù)燃。
除了火勢二次復(fù)燃，大火難以遏制也引發(fā)當(dāng)?shù)孛癖姀V泛擔(dān)憂。
周泳表示，一般在處置氣體火災(zāi)和電氣火災(zāi)時，首先要切斷氣源和電源，但鋰電池火災(zāi)是一種新型特殊火災(zāi)?；鹪丛陔姵貎?nèi)部，滅火劑無法直接接觸火源，高效滅火難以實現(xiàn)。
“此外，鋰電池火災(zāi)還具有三維復(fù)雜性。一旦有電池發(fā)生熱失控，其熱量和氣體釋放會迅速影響周圍電池，形成連鎖反應(yīng)，進而加劇火勢蔓延，使滅火變得更加困難。”周泳補充說。
鋰電循環(huán)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺“鋰++”戰(zhàn)略總監(jiān)王釗告訴記者，鋰電池燃燒會帶來一系列破壞性后果，包括導(dǎo)致儲能電站主設(shè)備換流變壓器損壞，造成大面積停電，同時會釋放大量有毒氣體，如氟化氫、一氧化碳等，對環(huán)境和人員安全構(gòu)成威脅。
如何預(yù)防鋰電池火災(zāi)的發(fā)生?
“首先要加強鋰電池質(zhì)量控制，確保電池設(shè)計合理、嚴(yán)格把關(guān)制造過程，減少電池內(nèi)部缺陷和安全隱患。其次要對鋰電池實行全生命周期的監(jiān)控和管理，對有安全隱患的電池進行及時篩查，確保工作電池處于健康狀態(tài)，降低因前期受到損傷留下‘后遺癥’導(dǎo)致未來再次遇到誘因時表現(xiàn)出突然的熱失控風(fēng)險。”周泳提醒說。
周泳建議，儲能電站要優(yōu)化電站防火設(shè)計，做好電池結(jié)構(gòu)防火隔離、電站建設(shè)布局防火間距，留足電池之間的安全空間，確保火災(zāi)發(fā)生時不會迅速蔓延。
來源：科技日報 記者 薛 巖
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