两个月11起重大火灾，锂电池靠谱吗？

财富 2024-11-10 19:53 北京

解题思路有三：完善标准、研发锂电池安全技术、研发新型消防技术

文｜《财经》产业研究中心研究员尹路

编辑｜马克

从电动车到储能电站，锂电池支撑着新能源产业的发展，但火灾隐患也一直挥之不去。锂电池一旦发生火灾，起火快、燃烧快、温度高、易复燃、扑灭难，很容易造成严重的人身及财产损失。

以最常见的两轮电动车火灾为例，据国家消防救援局统计，2018年，全国两轮电动车起火事故约3000起，2023年猛增到2.1万起，平均每年增长超过40%。2024年前五个月，接报火灾10051起，仍在快速增长。

相比两轮电动车，电动汽车的火灾更受关注，但后者的火灾数量比前者要低一个数量级：据消防救援局发布的数据，2024年1月-10月共接报电动汽车火灾2105起，与2023年同期基本持平。

除了电动车，储能电站、电池工厂、电池回收工厂、电池运输车船的重大火灾也在快速增加。据不完全统计，仅2024年9月至今，全球范围发生的大型锂电池火灾就超过十起。

2024年上半年，还有两起严重的锂电池火灾。

6月24日，韩国京畿道华城市的一家电池工厂发生火灾。该工厂储存着3.5万个锂电池成品，火灾引发爆炸，导致包括17名中国籍员工在内的23人丧生，另有8人受伤。

5月15日，美国加州圣地亚哥奥泰梅萨250MWh储能电站起火，其间两次复燃，燃烧了14天，耗时16天才完全扑灭。和电动车火灾相比，这些电池密集的大型场所发生火灾，破坏性更大、损失更严重、扑灭更困难。

锂电池为何这么容易烧

燃烧需要三要素，可燃物、助燃物和引火源。而锂电池之所以这么容易烧，是因为集齐了燃烧三要素。

锂电池一旦发生短路，巨大电流会瞬间产生高温，这是引火源。电池当中的正负极和电解液当中有多种元素都是易燃物，比如负极的碳，电解液当中的多种溶剂。

正极材料在常温下并不易燃，但在短路产生的高温下，某些正极材料会分解释放氧气，使燃烧更加剧烈，还有某些正极材料在高温条件下和电解液反应，会释放多种含氢气的可燃气体和有毒气体。

所以锂电池一旦发生热失控，其本身就能提供燃烧所需的引火源、可燃物和助燃物，常见的灭火方法均效果不佳，且电池燃烧后释放的可燃和有毒气体容易引发爆炸，灭火人员难以靠近火场，最终造成严重损失。

比如上述韩国京畿道的严重电池火灾，遇难人员的致死原因全部为窒息，就是电池起火后释放的大量有毒气体所致。

既然锂电池这么容易燃烧，那为什么不限制使用，反而还在大力推广呢？对于这个问题，看看中国加油站火灾的变化就能得出答案。

加油站火灾可以总结为三个阶段：

第一阶段，20世纪80年代中到90年代末。加油站发展快、问题多、风险高，这个阶段的标准制定、安全措施、技术水平都落后于产业发展的要求，安全事故快速增多。

第二阶段，21世纪的前十年。随着基数升高，增速减缓，开始逐步解决前期积累的诸多问题，严控风险水平。这一阶段的特征是快速完善相关标准，着重提升与安全相关的关键技术，推出高安全、高技术的产品替代早期产品。这十年，加油站火灾数量呈波动状态。

第三阶段，2010年至今，查缺补漏阶段。进一步完善第二阶段形成的安全标准，并寻找新技术，进一步提升安全水平，形成预防、预警、防灾、控灾、减灾的完整体系。这一阶段，加油站火灾明显下降。

而锂电池当前正处在第一阶段末期和第二阶段初期，安全事故的增长此时正处在峰值，而在追求安全的巨大压力下，锂电池安全标准的完善和相关技术的突破将开始提速。

不要焦虑要行动

在锂电池安全方面，中国政府和企业的努力集中在三个方面：完善相关标准、提升锂电池安全技术、研发新型消防技术。

标准制定方面，在全国标准信息公共服务平台上检索“储能电站”，可检出26条现行及即将实施的国家标准，其中2024年颁布的有13条，2023年颁布的有10条，仅有3条国标是2023年之前颁布的。

在地方标准信息服务平台上检索“电化学储能”，检索出的4条已备案地方标准均为2023年和2024年颁布的，分别为青海、陕西、福建和湖北的地方标准，同时山东、广东、江苏、浙江也都有储能电站的相关标准在征求意见或送审阶段。

除了储能，关于锂电池储存、运输的相关标准也在加快完善中，如深圳的《生产经营单位锂离子电池存储使用安全规范》已于2024年11月1日实施，是首部关于锂电池储存和使用的安全规范地方标准。

运输方面，《动力型锂离子电池铁路运输技术规范》2024年1月31日起实施，由辽宁海事局主持编制的《船舶载运锂电池安全技术要求》正处在报批阶段，不迟于2025年6月1日发布。

除了政府主导下的标准制定，企业也在安全技术上持续发力。

首先是电池企业在锂电池的安全性上持续投入。电池安全方面，中国电池企业相比海外电池企业有一项优势：海外企业早就放弃了磷酸铁锂电池技术路线，而中国企业一直在铁锂技术上持续投入。

在安全性上，铁锂电池比三元锂的先天条件更好，因为其正极材料的分解温度比三元更高，且在热失控情况下不会释放氧气，自身不会产生助燃剂，即便电池热失控，燃烧过程不会非常剧烈，有希望通过降温和隔绝氧气阻断燃烧过程。

在储能用铁锂电池的研发上，中国电池企业的产品性能一直在稳步提升。比如宁德时代的储能系统，2023年8月交付的EnErd系统，单个标准电池仓的总能量为5.0MWh，EnErd的升级系统EnErX单仓总能量提升至5.6MWh。2024年发布的天恒储能系统，单仓能量已提升至6.25MWh，同时可实现五年时间容量、功率零衰减。

在性能提升的同时，中国电池企业还在普遍采用多种提升安全性的新技术：电芯级的实时在线安全监控；优化电芯的材料、设计、制造，降低热失控概率；各种新型材料，如气凝胶的隔热层防止热扩散；应用人工智能技术的风险监测和预警系统等。

其实不论采用什么技术提升电池的安全性，电池企业能做到的就是想方设法别让电池烧起来，最好别发生热失控，万一热失控了，用隔热和各种降温、泄压措施把失控限制在电芯或模组层面，别蔓延到整个储能系统。但如果最终还是烧起来了，那灭火的任务就和电池企业无关，而是消防系统的任务，而当前针对锂电池的消防技术也在快速发展当中。

2024年10月初，在广州举行的中国消防安全产业大会上，应急管理部天津消防研究所副研究员许晓元博士表示，目前最新的消防安全技术，如细水雾、七氟丙烷、全氟己酮都可以有效扑灭电池明火，但对热失控的降温效果不足，非常容易发生复燃，而且几乎没有抑制爆炸的效果。

这就是为何消防人员在应对电池起火时，主要还是采用大量喷水降温的方式，且在明火扑灭之后还要持续监测，一旦发现升温，需及时给水降温避免复燃。同时在灭火过程中，还要建立足够的隔离带，避免电池燃烧释放的可燃和有毒气体造成的风险。

针对降温、抑爆等电池火灾的特殊需要，目前消防安全技术研发人员正在研究液氮灭火及全浸没抑制技术，希望通过液氮吸热能力强，气化过程中可稀释氧气浓度等特性，有效抑燃抑爆。

如果有更安全、更便宜的新技术可以取代锂电池，比如液流电池、固态电池等，当然是更理想的结果，但从技术发展现状看，起码十年内，没有任何电化学储能的方法能够比锂电池更加经济、实用。

责编｜王祎

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