中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月23日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十五屆儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱“CIES2025”）在杭州國(guó)際博覽中心召開。
CIES大會(huì)以“綠色、數(shù)智、融合、創(chuàng)新”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和規(guī)?；こ虘?yīng)用。
在3月24日下午進(jìn)行的儲(chǔ)能專用電池及ESG綠色低碳發(fā)展專場(chǎng)中，中國(guó)民航危險(xiǎn)品運(yùn)輸管理中心助理研究員袁帥做了題為《民航儲(chǔ)能電池安全研究與實(shí)踐》的主題報(bào)告演講。
以下內(nèi)容根據(jù)大會(huì)發(fā)言整理提煉，僅供參考。
中國(guó)民航危險(xiǎn)品運(yùn)輸管理中心助理研究員袁帥
各位嘉賓，大家下午好！我是中國(guó)民航危險(xiǎn)品運(yùn)輸管理中心的袁帥，非常榮幸能分享民航領(lǐng)域儲(chǔ)能電池安全的研究與實(shí)踐。
主要通過三方面向大家匯報(bào)，在國(guó)家政策方面，前面的專家已經(jīng)分享過了，不再贅述。
重點(diǎn)說一下民航政策方面的要求，從2021年，國(guó)家發(fā)布了2030年前碳達(dá)峰的行動(dòng)方案，要求提升機(jī)場(chǎng)的電子化、智能化水平，來發(fā)展新能源航空器，目前全國(guó)機(jī)場(chǎng)內(nèi)電動(dòng)車占比已經(jīng)達(dá)到24%，北京的大興機(jī)場(chǎng)、天府機(jī)場(chǎng)等新建的機(jī)場(chǎng)，電動(dòng)車占比已經(jīng)達(dá)到80%以上，預(yù)計(jì)到2030年，民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)內(nèi)的機(jī)動(dòng)車或者裝備，全面實(shí)現(xiàn)電子化。
第二部分，介紹民航儲(chǔ)能電池安全研究的進(jìn)展。
民航領(lǐng)域儲(chǔ)能電池的應(yīng)用場(chǎng)景，第一個(gè)場(chǎng)景，飛機(jī)地面保障。比如儲(chǔ)能式電源車為飛機(jī)APU提供替代，減少對(duì)APU的使用。第二個(gè)場(chǎng)景，機(jī)場(chǎng)能源供應(yīng)。比如說用作航站樓的應(yīng)急備用電源。第三個(gè)場(chǎng)景，多能源互補(bǔ)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，主要用在屋頂、停車場(chǎng)的光伏發(fā)電板，實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)充一體化的場(chǎng)景。
下面，介紹鋰電池的安全，因?yàn)殇囯姵鼐哂腥紵?、釋放有毒氣體等潛在危險(xiǎn)，根據(jù)GB6944，屬于危險(xiǎn)物品。
我們中心統(tǒng)計(jì)了從2017-2024年關(guān)于涉及鋰電池引發(fā)的電化學(xué)儲(chǔ)能電站的爆炸事故，大概100余起，其中90起是有效的案例，對(duì)這90起案例進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，其中韓國(guó)34起，美國(guó)發(fā)生了25起，中國(guó)有13起，澳洲5起。根據(jù)電池的類型，發(fā)現(xiàn)三元鋰電池引發(fā)的事故是磷酸鐵鋰的2倍以上，運(yùn)行狀態(tài)絕大多數(shù)發(fā)生在電池的運(yùn)行期間，從原因分析，發(fā)現(xiàn)人為因素占到了42.2%。我們也對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能電站的15種風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了定性定量的評(píng)估，發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)故障、電池過充、消防設(shè)施不足、BMS/PCS/EMS異常、環(huán)境高溫這五種風(fēng)險(xiǎn)因素是高風(fēng)險(xiǎn)因素。
基于危險(xiǎn)性運(yùn)輸分類系統(tǒng)，根據(jù)聯(lián)合國(guó)危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸專家委員，將鋰電池從測(cè)試的完整性、熱蔓延、火焰、高溫、毒性、氣體爆炸危害進(jìn)行了劃分
目前，鋰電池?zé)崾Э芈拥臋C(jī)制已經(jīng)相對(duì)成熟了，鋰電池單個(gè)電芯發(fā)生熱失控之后，會(huì)通過熱對(duì)流、熱輻射、熱傳導(dǎo)的方式將熱量傳遞給相鄰的電池，引發(fā)熱蔓延，類似于多米諾效應(yīng)。因?yàn)殇囯姵責(zé)崾Э剡^程中會(huì)產(chǎn)生一些可燃?xì)怏w，同時(shí)也會(huì)有可燃性的電解液蒸汽，這些氣體在有限空間或受限空間內(nèi)，如果濃度達(dá)到了爆炸極限，遇到電火源，極容易發(fā)生燃爆。目前對(duì)熱失控傳播的抑制措施也是多方面的，可以通過增加電池間的間距、電池間加上隔熱板，也可以通過優(yōu)化電池的設(shè)計(jì)，消防滅火也是必不可少的環(huán)節(jié)。
下面，介紹的是我們中心研發(fā)的鋰電池的包裝箱，它既有隔熱、阻燃的功能。我們開展了大尺度的鋰電池燃燒試驗(yàn)，通過監(jiān)測(cè)包裝箱外部的溫度、箱體內(nèi)部的壓力、HF濃度以及氣壓隨時(shí)間的變化，通過幾個(gè)參數(shù)的驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)了我們包裝箱的可靠性。同時(shí)，我們?cè)诜揽夭呗苑矫?，尤其是荷電狀態(tài)SOC，當(dāng)SOC低于30%以下的時(shí)候，鋰電池?zé)崾Э鼐筒粫?huì)產(chǎn)生熄火，因此在鋰電池航空運(yùn)輸時(shí)要求荷電狀態(tài)不能高于30%。同時(shí)，對(duì)環(huán)境的溫度，我們也開展了低溫的研究，發(fā)現(xiàn)低溫條件下鋰電池?zé)崾Э氐幕馂?zāi)和爆炸以及有害氣體，都被大大減弱，因此在高溫預(yù)警的時(shí)候可以通過冷卻技術(shù)控制熱失控的災(zāi)害。
這是向大家展示的我們中心做的三種鋰電池包裝箱，左邊大型的阻燃保障箱已經(jīng)向大家介紹了，中間這款是用于旅客比如說電腦、充電寶發(fā)生起火的時(shí)候，機(jī)組可以用航空安全防護(hù)箱用于應(yīng)急的處置，右邊是柔性阻燃防火袋。我們同時(shí)對(duì)包裝做了一些評(píng)估的模型，比如在模型里輸入包裝的一些材料性能，以及鋰電池的性能，可以得到這款包裝是否適用，如果得到的結(jié)果沒有通過，包裝大概率通過不了，如果是檢測(cè)合格，但要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。
下面向大家介紹這一款國(guó)外的防火罩，我們開展了相關(guān)的整體燃燒測(cè)試。實(shí)驗(yàn)的過程是誘發(fā)10節(jié)三元材料滿電狀態(tài)的鋰電池，130Ah，發(fā)現(xiàn)防火罩已經(jīng)燒穿，而且由于這款防火罩的隔熱效果一般，發(fā)現(xiàn)里面的溫度和外面的溫度均達(dá)到620攝氏度。
在主動(dòng)滅火方面，我們開發(fā)了兩種材料，一個(gè)是滅火凝膠，一種是阻燃顆粒。滅火凝膠，通過試驗(yàn)，我們驗(yàn)證了它可以持續(xù)冷卻，有效防止復(fù)燃。在阻燃顆粒方面，發(fā)現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可以快速淹沒電池，隔絕外部的氧氣，同時(shí)可以快速熄滅火焰，進(jìn)而保護(hù)周邊的可燃物。由于鋰電池?zé)崾Э剡^程中會(huì)產(chǎn)生氟化氫和一氧化碳有毒有害氣體，我們也開發(fā)了相應(yīng)的吸附材料，并開發(fā)了相應(yīng)的測(cè)試方法。
第三部分，民航新能源防火實(shí)踐。
在機(jī)場(chǎng)的內(nèi)部，新能源汽車或設(shè)備管理方面，建立了車輛準(zhǔn)入管理的政策，對(duì)機(jī)場(chǎng)的充電設(shè)施存放管理、安全運(yùn)行、應(yīng)急處置提出了具體的要求，同時(shí)也要監(jiān)測(cè)飛行區(qū)域新能源車的動(dòng)力電池，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的安全監(jiān)測(cè)，并且分級(jí)預(yù)警。通過對(duì)預(yù)警處置，現(xiàn)在目前也是三級(jí)預(yù)警。對(duì)于光伏儲(chǔ)能方面，目前也開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，但目前針對(duì)鋰電池的安全以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)措施，相對(duì)比較少。
由于航站樓內(nèi)部存放了大量的智能服務(wù)，像帶電設(shè)備，以及機(jī)場(chǎng)的擺渡車大部分采用電路新能源汽車，一旦發(fā)生事故，對(duì)民航的運(yùn)行造成重大的影響，因此也開展了對(duì)航站樓智能設(shè)備的安全評(píng)估和機(jī)場(chǎng)新能源汽車的安全評(píng)估。另外，對(duì)于運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物，鋰電池屬于第九類危險(xiǎn)品，我們也在機(jī)場(chǎng)貨艙建立了危險(xiǎn)品存放場(chǎng)所的安全管理系統(tǒng)，目前在大型機(jī)場(chǎng)處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。
這是航空院2018年建立的一種全尺寸波音737-800真火模擬系統(tǒng)，在武漢天河機(jī)場(chǎng)已經(jīng)應(yīng)用。
下面介紹民航在應(yīng)急響應(yīng)方面的研究，它分為兩面，既有地面也有空中的應(yīng)急。在地面應(yīng)急響應(yīng)程序分析，撤離并確定安全區(qū)域，迅速報(bào)告，啟動(dòng)應(yīng)急程序，識(shí)別產(chǎn)品。如果是空中發(fā)生鋰電池相關(guān)的事故，首先要確定起火源，啟動(dòng)應(yīng)急處置程序，與地面進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，做好自身防護(hù)，然后是著陸，落地后進(jìn)行處置。
總結(jié)：第一，由于民航儲(chǔ)能電池的標(biāo)準(zhǔn)和政策尚不完善，在安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證體系建設(shè)方面，仍需要加強(qiáng)民航儲(chǔ)能電池標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定和完善工作。第二，在安全運(yùn)行管理與監(jiān)測(cè)方面，需要建立完善的民航儲(chǔ)能電池安全運(yùn)行管理體系，加強(qiáng)安全管理制度的建設(shè)。
以上是我的匯報(bào)，謝謝！
