解讀儲能標準 GB/T 36276-2018《電力儲能用鋰離子電池》
隨著儲能電站規(guī)模和應用范圍的不斷擴大，采用鋰離子電池進行構架和運行的電站事故時有發(fā)生，于此同時電動汽車的起火事件也不斷受到關注。2017年8月到2019年5月，韓國發(fā)生了23起儲能電站起火事件，頻繁的事故迫使其儲能項目停運整頓。所有23起儲能系統(tǒng)火災事故中有14起在充電后發(fā)生，6起發(fā)生在充放電過程中，3件是在安裝和施工途中發(fā)生火災。電池因素、環(huán)境影響、檢測不到位、設計有缺陷等等都會造成嚴重的不可估量的損失，對于2019年來說，隨著國網(wǎng)、南網(wǎng)相繼出臺政策暫緩所有并網(wǎng)側儲能的建設，鋰離子電池儲能的發(fā)展遭遇到了寒冬。
因此，對于在2019年01月01日頒布實施的GB/T 36276-2018《電力儲能用鋰離子電池》，在當前大環(huán)境下就顯得尤為重要，在幾萬只乃至幾十萬只鋰離子電池的儲能電站中，任何一點安全性隱患都會造成非常嚴重的后果，因此鋰離子電池儲能對于安全性尤為敏感。
中國電力科學研究院有限公司儲能與電工新技術研究所官亦標主任介紹，電池性能指標的模糊化、規(guī)劃設計的簡單化、消防設施的形式化成為當前電池儲能電站整體質(zhì)量和安全的巨大隱患。因此，該標準的發(fā)布，對于規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展、引導電池制造企業(yè)技術轉型與升級、消除信息不對稱具有重要的意義。
首先，對于電力儲能用鋰離子電池的評價，是以功率-能量參數(shù)體系為基準，摒棄了傳統(tǒng)動力電池的電流-容量的參數(shù)體系，根據(jù)部分電池廠家反饋結果顯示，以功率測試壽命比以電流測試的至少降低至1/3~1/4。而滿足這一指標的電池生產(chǎn)廠家在國內(nèi)寥寥無幾，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能用的電性能和安全性能的要求。根據(jù)國網(wǎng)測試結果顯示，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。
其次是強化了對電池單體和電池模組的熱特性的檢測及評價，尤其是創(chuàng)新性提出了安全運行的安全底線。這對電力儲能用鋰離子電池來說，從電池設計角度，就加強了安全性要求，提升了安全性等級，能夠從根源上緩解或消除安全隱患。
相對于動力型鋰離子電池來說，新增了電池單體的絕熱溫升測試試驗和熱失控試驗，以及電池模塊的熱失控擴散試驗。
對于電池單體來說，絕熱溫升試驗的測試，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)生熱失控的前期進行安全預警，提前開啟消防措施。
對于電池單體來說，熱失控試驗的測試，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，與絕熱溫升曲線結合，提前識別熱失控安全隱患；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依據(jù)。
而對于電池模組來說，熱失控擴散試驗的測試，是驗證其技術水平和設計能力的體現(xiàn)，熱失控擴散對于儲能電池和動力電池來說都很重要。尤其是在GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》頒布后，對于“鋰離子電池包或系統(tǒng)在由于單個電池熱失控引起熱擴散、進而導致乘員艙發(fā)生危險之前5 min，應提供一個預先警告信號（服務于整車熱事故報警），提醒乘員疏散”的要求不可謂不嚴格。
因此，從上述分析可知，鑒于功率法與電流法測試循環(huán)壽命的結果的巨大差異，電池結構及制造工藝的重新設計和調(diào)整是勢在必行的。鋰離子電池的安全性（尤其是熱安全）的嚴格要求，給電力儲能用鋰離子電池設置了更高的門檻。隨著2020年儲能行業(yè)（尤其是用戶側儲能）的進一步興起和發(fā)展，對于鋰離子電池來說迎來了新的利潤爆發(fā)點，但目前各家鋰離子電池差異性巨大，滿足GB/T 36276-2018《電力儲能用鋰離子電池》標準的電芯相對較少，針對高安全高功率的鋰離子電池在儲能中的應用未來是可期的，而相關測試驗證工作則需要盡快開展。
