解讀儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn) GB/T 36276-2018《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池》
隨著儲(chǔ)能電站規(guī)模和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，采用鋰離子電池進(jìn)行構(gòu)架和運(yùn)行的電站事故時(shí)有發(fā)生，于此同時(shí)電動(dòng)汽車(chē)的起火事件也不斷受到關(guān)注。2017年8月到2019年5月，韓國(guó)發(fā)生了23起儲(chǔ)能電站起火事件，頻繁的事故迫使其儲(chǔ)能項(xiàng)目停運(yùn)整頓。所有23起儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)事故中有14起在充電后發(fā)生，6起發(fā)生在充放電過(guò)程中，3件是在安裝和施工途中發(fā)生火災(zāi)。電池因素、環(huán)境影響、檢測(cè)不到位、設(shè)計(jì)有缺陷等等都會(huì)造成嚴(yán)重的不可估量的損失，對(duì)于2019年來(lái)說(shuō)，隨著國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)相繼出臺(tái)政策暫緩所有并網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的建設(shè)，鋰離子電池儲(chǔ)能的發(fā)展遭遇到了寒冬。
因此，對(duì)于在2019年01月01日頒布實(shí)施的GB/T 36276-2018《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池》，在當(dāng)前大環(huán)境下就顯得尤為重要，在幾萬(wàn)只乃至幾十萬(wàn)只鋰離子電池的儲(chǔ)能電站中，任何一點(diǎn)安全性隱患都會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果，因此鋰離子電池儲(chǔ)能對(duì)于安全性尤為敏感。
中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司儲(chǔ)能與電工新技術(shù)研究所官亦標(biāo)主任介紹，電池性能指標(biāo)的模糊化、規(guī)劃設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單化、消防設(shè)施的形式化成為當(dāng)前電池儲(chǔ)能電站整體質(zhì)量和安全的巨大隱患。因此，該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，對(duì)于規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展、引導(dǎo)電池制造企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型與升級(jí)、消除信息不對(duì)稱(chēng)具有重要的意義。
首先，對(duì)于電力儲(chǔ)能用鋰離子電池的評(píng)價(jià)，是以功率-能量參數(shù)體系為基準(zhǔn)，摒棄了傳統(tǒng)動(dòng)力電池的電流-容量的參數(shù)體系，根據(jù)部分電池廠家反饋結(jié)果顯示，以功率測(cè)試壽命比以電流測(cè)試的至少降低至1/3~1/4。而滿足這一指標(biāo)的電池生產(chǎn)廠家在國(guó)內(nèi)寥寥無(wú)幾，聚焦于磷酸鐵鋰電池和鈦酸鋰電池的生產(chǎn)廠家，目前三元電池并不滿足儲(chǔ)能用的電性能和安全性能的要求。根據(jù)國(guó)網(wǎng)測(cè)試結(jié)果顯示，功率法90%@1000次與電流法80%@4000次的循環(huán)壽命次數(shù)基本相當(dāng)。
其次是強(qiáng)化了對(duì)電池單體和電池模組的熱特性的檢測(cè)及評(píng)價(jià)，尤其是創(chuàng)新性提出了安全運(yùn)行的安全底線。這對(duì)電力儲(chǔ)能用鋰離子電池來(lái)說(shuō)，從電池設(shè)計(jì)角度，就加強(qiáng)了安全性要求，提升了安全性等級(jí)，能夠從根源上緩解或消除安全隱患。
相對(duì)于動(dòng)力型鋰離子電池來(lái)說(shuō)，新增了電池單體的絕熱溫升測(cè)試試驗(yàn)和熱失控試驗(yàn)，以及電池模塊的熱失控?cái)U(kuò)散試驗(yàn)。
對(duì)于電池單體來(lái)說(shuō)，絕熱溫升試驗(yàn)的測(cè)試，既可以證明電池在130℃以內(nèi)的熱安全性，也可以獲取電池在溫升速率，以便在發(fā)生熱失控的前期進(jìn)行安全預(yù)警，提前開(kāi)啟消防措施。
對(duì)于電池單體來(lái)說(shuō)，熱失控試驗(yàn)的測(cè)試，明確了熱失控發(fā)生的起始條件，可以獲取熱失控發(fā)生溫度，與絕熱溫升曲線結(jié)合，提前識(shí)別熱失控安全隱患；也可以判定同一批次間的熱一致性，也可以判定同一批次電池在不同使用壽命下的熱安全性特性的變化曲線，還可以針對(duì)不同批次或者不同規(guī)格電池或者不同廠家電池的篩選提供一個(gè)依據(jù)。
而對(duì)于電池模組來(lái)說(shuō)，熱失控?cái)U(kuò)散試驗(yàn)的測(cè)試，是驗(yàn)證其技術(shù)水平和設(shè)計(jì)能力的體現(xiàn)，熱失控?cái)U(kuò)散對(duì)于儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)都很重要。尤其是在GB 38031-2020《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》頒布后，對(duì)于“鋰離子電池包或系統(tǒng)在由于單個(gè)電池?zé)崾Э匾馃釘U(kuò)散、進(jìn)而導(dǎo)致乘員艙發(fā)生危險(xiǎn)之前5 min，應(yīng)提供一個(gè)預(yù)先警告信號(hào)（服務(wù)于整車(chē)熱事故報(bào)警），提醒乘員疏散”的要求不可謂不嚴(yán)格。
因此，從上述分析可知，鑒于功率法與電流法測(cè)試循環(huán)壽命的結(jié)果的巨大差異，電池結(jié)構(gòu)及制造工藝的重新設(shè)計(jì)和調(diào)整是勢(shì)在必行的。鋰離子電池的安全性（尤其是熱安全）的嚴(yán)格要求，給電力儲(chǔ)能用鋰離子電池設(shè)置了更高的門(mén)檻。隨著2020年儲(chǔ)能行業(yè)（尤其是用戶側(cè)儲(chǔ)能）的進(jìn)一步興起和發(fā)展，對(duì)于鋰離子電池來(lái)說(shuō)迎來(lái)了新的利潤(rùn)爆發(fā)點(diǎn)，但目前各家鋰離子電池差異性巨大，滿足GB/T 36276-2018《電力儲(chǔ)能用鋰離子電池》標(biāo)準(zhǔn)的電芯相對(duì)較少，針對(duì)高安全高功率的鋰離子電池在儲(chǔ)能中的應(yīng)用未來(lái)是可期的，而相關(guān)測(cè)試驗(yàn)證工作則需要盡快開(kāi)展。 ，
