电池储能电站的安全性问题分析

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。

一场动摇钠硫电池前景的火灾

作为新一代电力存储系统，钠硫电池备受期待，但钠硫电池的电极使用钠，有遇水爆炸的危险，因此灭火时比普通火灾更为困难。但日本却发生了足可以动摇钠硫电池前景的火灾事故。据了解，目前推出钠硫电池产品的公司只有日本K子(NGK)一家。2011年9月21日上午前7点20分左右，设置于日本茨城县三菱材料筑波制作所内的钠硫电池(日本NGK制)起火引发火灾。直到10月5日下午3点25分大火才终于被扑灭，历时2周之久。日本NGK在事故发生当天成立了事故调查委员会，并同时宣布将暂停生产钠硫电池。

由于钠硫电池的构造及工作原理，钠硫电池存在以下两大安全风险。第一，由于使用了钠，因此着火时不能浇水。必须采用沙子掩盖等手段来灭火，所以钠硫电池的设置单位及消防机构需要采取特殊措施。第二，由于钠硫电池的工作温度需达300—350℃，当电池单元着火时，火势就容易向周围的其他电池单元蔓延，而且控制火势需要大量时间。

据日本NGK介绍，发生事故的钠硫电池中混入了1个“不合格”的电池单元，该电池单元的破损导致高温溶融物(液态的钠和硫)从内部流出。每个电池模块分成4个区块，各区块之间设有防止短路及火势蔓延的砂层。但此次溶融物越过砂层流出，因此相邻的区块之间发生了短路。各区块内部设有用来防止大电流持续流过的保险丝，但相邻区块之间则未设置。

由于区块间发生了短路，随着大电流的连续流过，模块内部开始发热，使更多的电池单元发生破损。这样，在发生火灾的同时，再加上溶融物流出，火势便蔓延到了整个模块，进而使受损范围扩大到了相邻的模块。

在火灾事故发生后，日本NGK公布了防止事故再次发生的对策，包括在相邻区块间设置保险丝，这样即使发生短路，也可降低大电流连续流过的概率;为防备溶融物流出，在区块间设置防短路板，进一步保证区块间不会因溶融物流出而短路;为避免火势蔓延，在模块间设置防火势蔓延板。

对于不合格的电池单元嵌入模块的原因，日本NGK推测是“制造工序中混入了异物等，这种超出设计允许范围的问题叠加之后，导致安全功能未能发挥作用”。但是，有问题的那个电池单元已经烧毁了，所以真正原因无法确定。因此，该公司目前的方针是加强制造工序的管理并对全部产品实施检查，由此来防止不合格的电池单元嵌入模块。

钠硫电池的单位重量能量密度高达铅蓄电池的约3倍，有望在新一代电网中承担多种作用，比如通过负荷均衡化来降低最大电力使用量(削峰)，以及解决可再生能源的功率输出波动问题，等等。因此，旨在普及钠硫电池的环境建立工作也在急速推进之中。

2007年日本消防法修订了“与危险品限制相关的规定”，改为允许将不同种类的危险品装入同一容器内运输或储藏，这一措施主要是为了能够轻松设置钠硫电池，因为钠硫电池使用了日本消防法定义为第二类危险品(可燃性固体)的硫，以及定义为第三类危险品(自燃性物质及禁水性物质)的钠。根据这一修订，只要容器及设置场所达到一定标准，即可较轻松地设置钠硫电池。

不过，此次事故说明钠硫电池的安全技术及火灾对策尚未成熟。实际上，除了上面提到的防止事故再次发生的对策之外，日本NGK还提出了安全强化对策，比如“建立用来在早期发现火灾的监控体制”、“设置灭火防火设备并建立灭火体制”，以及“制定火灾发生时的逃生线路并建立引导疏散体制”，要求客户实施。另外，对于在医院及