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Ces dernières années, la question de la sécurité incendie du stockage d'énergie des batteries au lithium fer phosphate a attiré beaucoup d'attention.
Bien que le risque d'emballement thermique des batteries au lithium fer phosphate soit inférieur à celui des batteries au lithium ternaire et d'autres batteries, il n'est que relativement sûr, pas absolument sûr, et le problème de sécurité vise la « sécurité ».
En raison de leur mécanisme de réaction de combustion chimique, les batteries au lithium fer phosphate sont très complexes et techniquement difficiles.
En particulier, comment supprimer le rallumage des batteries est un point difficile dans l'industrie, et il n'existe aucune méthode de prévention des incendies absolument efficace au pays et à l'étranger.
En raison de la difficulté d'extinction des incendies, le manque de normes liées à la sécurité incendie est un point douloureux qui afflige le développement de l'industrie, en particulier le manque de base de référence dans la conception technique, la fabrication d'équipements, l'acceptation des incendies et d'autres liens, entraînant certains « désordre » et risques pour la sécurité.
À l'heure actuelle, l'industrie du stockage d'énergie des batteries au lithium adopte généralement le concept de «prévention d'abord, combinant prévention et élimination», et la suppression de la probabilité d'incendies de batteries est la priorité absolue.
Pour les incendies qui se produisent après que les batteries sont devenues incontrôlables, l'industrie utilise généralement des moyens de lutte contre l'incendie tels que l'heptafluoropropane, le perfluorohexanone, un fin brouillard d'eau et des aérosols pour supprimer les incendies de batterie, et en même temps utilise l'eau pour lutter contre les incendies. protection.
La publication de la norme nationale «Règlement de sécurité pour les centrales électriques de stockage d'énergie électrochimique» (ci-après dénommée «norme nationale de sécurité») a suscité une inquiétude généralisée dans l'industrie, et ses moyens d'extinction d'incendie et ses méthodes de configuration de protection contre l'incendie ont attiré beaucoup d'attention.
Il est entendu que la norme de sécurité nationale n'a pas encore proposé d'exigences spécifiques pour les moyens d'extinction d'incendie. Seul le besoin d'extinction des incendies et de suppression continue du rallumage est mentionné.
Pour le schéma de configuration de la protection incendie, la norme nationale de sécurité propose que le système d'extinction automatique d'incendie de la salle des batteries soit un module de batterie, et chaque module de batterie peut être équipé d'une buse de moyen d'extinction d'incendie ou d'un tube de détection d'incendie indépendamment.
Bien que les normes pertinentes n'aient pas encore défini d'exigences spécifiques pour les moyens de lutte contre l'incendie, il est indéniable que la publication des normes de sécurité nationales fournit une référence majeure pour la spécification et l'orientation de la configuration de sécurité incendie des batteries au lithium fer phosphate, et fournit des orientations pour la conception technique ultérieure, la fabrication d'équipements et l'acceptation au feu.
C'est une base importante pour promouvoir la sécurité globale des centrales électriques de stockage d'énergie à batterie au lithium.
En étudiant le mécanisme d'emballement thermique des incendies de batterie, après que l'emballement thermique d'une seule batterie soit induit par des facteurs externes tels qu'une surchauffe externe
surcharge, décharge excessive, impact, extrusion, court-circuit ou ses propres défauts de fabrication, la température interne de la batterie augmente rapidement et la température interne de la batterie augmente rapidement.
Des réactions telles que la décomposition du film SEI et la décomposition du matériau d'électrode se produisent, et des gaz combustibles supportant la combustion tels que H2, CO et des alcanes sont libérés, provoquant éventuellement un incendie ou même une explosion.
En même temps, parce que l'unité de stockage d'énergie est composée d'un grand nombre de cellules individuelles connectées en série et en parallèle, et l'emballement thermique est généralement causé par l'emballement thermique des cellules individuelles après un incendie, et s'étend progressivement.
Lorsque l'emballement thermique des cellules individuelles se produit, la chaleur est transférée aux batteries environnantes, ce qui déclenche à son tour un incendie dans les batteries environnantes, ce qui élargit la portée de l'accident.
En observant le mécanisme d'emballement thermique des batteries au lithium, on peut voir que la façon d'identifier l'apparition d'emballement thermique au stade précoce de l'emballement thermique d'une seule batterie et de supprimer la propagation des accidents est un élément important de la prévention. En combinaison avec les exigences des normes de sécurité nationales, l'adoption d'un système d'extinction automatique d'incendie au niveau du module peut améliorer efficacement le niveau de sécurité du système de stockage d'énergie.
D'une manière générale, le schéma d'extinction d'incendie au niveau du module est basé sur des modules de batterie, équipés de détecteurs de gaz combustibles et de buses de moyen d'extinction d'incendie.
L'état d'emballement thermique précoce de la batterie est identifié par des détecteurs de gaz combustibles, des capteurs de température et des systèmes de gestion de batterie. Après l'emballement thermique de la batterie unique, le moyen d'extinction d'incendie est pulvérisé à travers la buse de moyen d'extinction d'incendie configurée sur le module de batterie pour empêcher la propagation du feu.
Le schéma d'extinction d'incendie au niveau du module pose un défi à la structure du système de stockage d'énergie en raison de la configuration des détecteurs pertinents et des buses de moyen d'extinction d'incendie dans le module de batterie, en particulier le système de stockage d'énergie refroidi par liquide.
En raison du niveau de protection élevé et de la densité d'intégration élevée du module de batterie, les produits de stockage d'énergie de certains fabricants ne répondent pas encore aux exigences d'extinction d'incendie au niveau du module.
Dans le même temps, le coût de la protection contre les incendies au niveau du module est relativement élevé, en particulier en conjonction avec le moyen d'extinction d'incendie perfluorohexanone largement utilisé, ce qui entraîne une forte augmentation du coût des équipements de stockage d'énergie.
Il est entendu que si une seule cabine de batterie de stockage d'énergie adopte le système de protection contre les incendies au niveau du module de perfluorohexanone, le coût sera d'environ 200 000 à 300 000 yuans, par rapport au coût d'environ 30 000 yuans pour une inondation complète avec de l'heptafluoropropane.
En prenant comme exemple une centrale électrique de stockage d'énergie de 100 MW/200 MWh, le stockage Le coût d'achat des équipements de stockage d'énergie a augmenté d'environ 10 millions de yuans, et en même temps, le coût de maintenance ultérieur a également augmenté dans une certaine mesure.
Dans le contexte actuel de soumissions gagnantes à bas prix et de manque de moyens de profit dans l'industrie, cela pose des défis considérables aux coûts de construction et d'exploitation des centrales électriques de stockage d'énergie.
Prendre des mesures efficaces de lutte contre l'incendie pour résoudre le problème de sécurité du stockage d'énergie par batterie lithium-ion est l'un des facteurs clés pour le développement durable et à long terme de sa voie technique.
Pour le mécanisme d'emballement thermique du stockage d'énergie de la batterie lithium-ion, identifiez et prenez une alerte précoce efficace au stade précoce de l'accident En cas d'incendie, il peut éteindre rapidement et avec précision l'incendie et empêcher le rallumage, et établir plusieurs lignes de défense pour assurer le niveau de sécurité de la centrale de stockage d'énergie à batterie lithium-ion.
