侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

电池储能电站的安全性问题分析

2012-09-12 09:37
Minor昔年
关注

  锂离子电池的安全性

  锂离子电池中的电解液是用易燃的溶剂配制而成,正、负电极上的氧化剂和还原剂只隔一层约20微米厚的隔膜,在达到一定温度时氧化剂和还原剂均易与电解液发生大量生热的化学反应,电池组又是在高电压、大电流下运行。

  现在,电动公交车的锂离子电池装载量约为200千瓦时,事故率已不低(10-3/车·年)。一个20兆瓦时的储能电站的电池容量大于电动公交车百倍,如用品质相当的锂离子电池,其事故概率就有可能也将大百倍,即可达到10-1/站·年(10年可能烧一次)。

  可见,锂离子电池的安全性也值得重视。要将使用电池(特别是锂离子电池)作为使用易燃、易爆物品和高电压器件一样对待,要制定并严格执行安全设计标准和使用规范。

  与锂离子电池类似的有机电解液超级电容器,具有高比功率、超长寿命、较高电压等突出优点,可解决短时间、大功率储-放电问题,也有的储能电站将其与电池并联使用,以提升和扩展电站的功能。有人认为,这种超级电容器比能量低,安全不会有大问题。但是,美国夏威夷Kahuku岛30兆瓦风电场的15兆瓦电池储能电站,使用了Dyna公司超级电容器,发生三次着火引发大火(2011年4月、2012年5月及8月1日),给人们敲响了警钟。

  水电解液电池的安全性

  当前使用最多的水电解液二次电池是金属氢化物/镍电池和铅酸电池,前者的电解液是碱性水溶液,后者是酸性的水溶液。这些电解液泄漏时有腐蚀的危险,不过燃、爆性要低得多,但是也并非绝对不会出问题。2012年4月,山东淄博一辆使用镍氢电池的公交车发生大火,原因可能是负极储氢合金与正极氧化镍用量设计不当,导致电池中积累了氢气。铅酸电池在过度充电时也会发生水电解成氢气和氧气,不过,这个问题已经解决得比较好。因而铅酸电池是安全性最高的电池,而且价格低廉,循环寿命和比能量也在不断提高中。

  可以大规模蓄电的液流电池近些年发展迅速,得益于其使用水电解液而具有极低的爆燃危险性。但是,新近出现的锌-溴液流电池和锌-氯液流电池,虽然有些优点,但是元素态的溴和氯有毒性和腐蚀性,在大规模蓄电站中使用,务必做好防止有毒气体泄漏的事故发生。

  2011年国内曾有人提出有机电解液的液流电池新体系构想,并欲申请2012年国家863计划项目。如果,成千上万立方米的有机电解液成天在储能电站的复杂管道中流动,一旦发生事故后果将不堪设想。显然,这样的有机电解液新体系,已与液流电池的高安全性初衷背道而驰,难有实用前景。

  重视新型水电解液电池发展

  大规模蓄电的储能电站,务必将安全放在一切需要考虑的问题之首。储能电站作为经营单位,经济效益也很重要,应该使用能量转换效率高、寿命长、造价和运行成本低、适当兼顾比能量的电池。因此,当前应高度重视新型水电解液电池的发展与应用:

  1.大力发展能量转换效率高于80%、造价低于2元/瓦时、循环寿命达10000次的新型液流电池;现有液流电池也应提高到这个水平。

  2.在持续治理铅污染的同时,积极支持研制比能量大于50瓦时/千克、循环寿命达3000次、价格低于0.6元/瓦时的新技术铅酸电池。

  3.鼓励发展比能量大于50瓦时/千克、循环寿命达4000次、价格低于0.8元/瓦时、生产-回收全过程环境友好的新型水电解液储能电池。

  在合适的进、出电价条件下,使用上述电池的蓄电站均有可能取得YCC(规模蓄电技术经济效益的判据)指数达1.0的运行效果,且有较高的安全保障。

  (作者为中国工程院院士)

<上一页  1  2  3  4  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号