鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:921次 | 2021年09月15日
鈉硫電池需在安全技術(shù)上有所新突破
作為新一代電力存儲(chǔ)系統(tǒng),鈉硫電池備受期待,但鈉硫電池的電極使用鈉,有遇水爆炸的危險(xiǎn),因此滅火時(shí)比普通火災(zāi)更為困難。但日本卻發(fā)生了足可以動(dòng)搖鈉硫電池前景的火災(zāi)事故。據(jù)了解,目前推出鈉硫電池產(chǎn)品的公司只有日本礙子(NGK)一家。2011年九月二十一日上午前7點(diǎn)20分左右,設(shè)置于日本茨城縣三菱材料筑波制作所內(nèi)的鈉硫電池(日本NGK制)起火引發(fā)火災(zāi)。直到十月五日下午3點(diǎn)25分大火才終于被撲滅,歷時(shí)2周之久。日本NGK在事故發(fā)生當(dāng)天成立了事故調(diào)查委員會(huì),并同時(shí)宣布將暫停生產(chǎn)鈉硫電池。由于鈉硫電池的構(gòu)造及工作原理,鈉硫電池存在以下兩大安全風(fēng)險(xiǎn)。第一,由于使用了鈉,因此著火時(shí)不能澆水。必須采用沙子掩蓋等手段來滅火,所以鈉硫電池的設(shè)置單位及消防機(jī)構(gòu)要采取特殊措施。第二,由于鈉硫電池的工作溫度需達(dá)300350℃,當(dāng)電池單元著火時(shí),火勢(shì)就容易向周圍的其他電池單元蔓延,而且控制火勢(shì)要大量時(shí)間。
據(jù)日本NGK介紹,發(fā)生事故的鈉硫電池中混入了1個(gè)不合格的電池單元,該電池單元的破損導(dǎo)致高溫溶融物(液態(tài)的鈉和硫)從內(nèi)部流出。每個(gè)電池模塊分成4個(gè)區(qū)塊,各區(qū)塊之間設(shè)有防止短路及火勢(shì)蔓延的砂層。但此次溶融物越過砂層流出,因此相鄰的區(qū)塊之間發(fā)生了短路。各區(qū)塊內(nèi)部設(shè)有用來防止大電流持續(xù)流過的保險(xiǎn)絲,但相鄰區(qū)塊之間則未設(shè)置。
由于區(qū)塊間發(fā)生了短路,隨著大電流的持續(xù)流過,模塊內(nèi)部開始發(fā)熱,使更多的電池單元發(fā)生破損。這樣,在發(fā)生火災(zāi)的同時(shí),再加上溶融物流出,火勢(shì)便蔓延到了整個(gè)模塊,進(jìn)而使受損范圍擴(kuò)大到了相鄰的模塊。
在火災(zāi)事故發(fā)生后,日本NGK公布了防止事故再次發(fā)生的對(duì)策,包括在相鄰區(qū)塊間設(shè)置保險(xiǎn)絲,這樣即使發(fā)生短路,也可降低大電流持續(xù)流過的概率;為防備溶融物流出,在區(qū)塊間設(shè)置防短路板,進(jìn)一步保證區(qū)塊間不會(huì)因溶融物流出而短路;為防止火勢(shì)蔓延,在模塊間設(shè)置防火勢(shì)蔓延板。
有關(guān)不合格的電池單元嵌入模塊的原因,日本NGK推測(cè)是制造工序中混入了異物等,這種超出設(shè)計(jì)允許范圍的問題疊加之后,導(dǎo)致安全功能未能發(fā)揮用途。但是,有問題的那個(gè)電池單元已經(jīng)燒毀了,所以真正原因無法確定。因此,該公司目前的方針是加強(qiáng)制造工序的管理并對(duì)全部產(chǎn)品執(zhí)行檢查,由此來防止不合格的電池單元嵌入模塊。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鈉硫電池的單位重量能量密度高達(dá)蓄電池的約3倍,有望在新一代電網(wǎng)中承擔(dān)多種用途,比如通過負(fù)荷均衡化來降低最大電力使用量(削峰),以及解決可再生能源的功率輸出波動(dòng)問題,等等。因此,旨在普及鈉硫電池的環(huán)境建立工作也在急速推進(jìn)之中。
2007年日本消防法修訂了與危險(xiǎn)品限制相關(guān)的規(guī)定,改為允許將不同種類的危險(xiǎn)品裝入同一容器內(nèi)運(yùn)輸或儲(chǔ)藏,這一措施重要是為了能夠輕松設(shè)置鈉硫電池,因?yàn)殁c硫電池使用了日本消防法含義為第二類危險(xiǎn)品(可燃性固體)的硫,以及含義為第三類危險(xiǎn)品(自燃性物質(zhì)及禁水性物質(zhì))的鈉。根據(jù)這一修訂,只要容器及設(shè)置場(chǎng)所達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn),即可較輕松地設(shè)置鈉硫電池。
不過,此次事故說明鈉硫電池的安全技術(shù)及火災(zāi)對(duì)策尚未成熟。實(shí)際上,除了上面提到的防止事故再次發(fā)生的對(duì)策之外,日本NGK還提出了安全強(qiáng)化對(duì)策,比如建立用來在早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的監(jiān)控體制、設(shè)置滅火防火設(shè)備并建立滅火體制,以及制定火災(zāi)發(fā)生時(shí)的逃生線路并建立引導(dǎo)疏散體制,要求客戶執(zhí)行。另外,有關(guān)在醫(yī)院及商業(yè)設(shè)施等有較多不特定人出入的場(chǎng)所設(shè)置鈉硫電池的客戶,暫時(shí)要求他們拆除鈉硫電池。
日本NGK表示如有客戶申請(qǐng)拆除即會(huì)滿足要求,但實(shí)際上多數(shù)客戶都希望繼續(xù)使用。目前已有眾多場(chǎng)所將鈉硫電池設(shè)置為備用電源,而且性能也很出色,因此鈉硫電池的需求今后還有望繼續(xù)擴(kuò)大。但正因如此,更要鈉硫電池在安全技術(shù)上進(jìn)一步成熟。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備