鉅大LARGE | 點擊量：591次 | 2022年10月27日
如何解決儲能應用中鋰電池安全問題
4月24-26日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月24日下午的“綜合能源服務專場”，理士國際技術有限公司鋰電池研發(fā)部總經(jīng)理潘險鋒在會上分享了主題報告《儲能應用中鋰離子電池安全問題的討論》，以下為演講實錄：
潘險峰：各位領導，各位專家，非常榮幸有這個機會受儲能大會的邀請代表理士國際來同大家交流一些事情。同時也向大家匯報一些我們理士在儲能應用方面的構想、未來的發(fā)展策略。今天這一下午聽了很多有關綜合能源服務的能源互聯(lián)網(wǎng)這方面的演講。現(xiàn)在我就從另一個角度，來說一下，綜合能源互聯(lián)網(wǎng)應用中的主要及最重要的構件，鋰離子電池以及鋰離子電池如何選用來確保能源互聯(lián)網(wǎng)安全正常的運行。我覺得，大家在能源互聯(lián)網(wǎng)的應用中不要忽視安全問題。安全是最要的事情。安全是1，其他都是0。如果沒有安全的1，這一串阿拉伯數(shù)字都是0，那么我們做的事情就沒有任何意義。
今天我的演講主要從以下幾個方面向大家匯報一下：儲能應用的現(xiàn)狀、理士國際在儲能應用的探索以及對鋰離子電池在儲能應用中安全問題的一些思考和探討。最后介紹一下理士國際。
隨著全球的能源枯竭以及環(huán)境問題越來越嚴重，全世界各地的政府及研究機關都把很大的精力投入到儲能這方面應用上面來。比如在美國、在澳洲及在歐洲一些國家政府都在大力推廣儲能業(yè)務的開展。儲能在中國的發(fā)展狀態(tài)基本上是2000-2010年在技術驗證。2011-2015年是示范應用階段。2016-2020年，我們預測，儲能市場的發(fā)展會逐步從示范應用過渡到商業(yè)化的初期。我剛才說了，儲能業(yè)務的方興未艾，吸引了大量的不同的參與者。目標主要集中在電池技術和集成商業(yè)模式方面的應用。
？？下面我就再介紹一下理士電池在儲能應用方面的探索。首先是通信后備基站的應用，我們在不同的情況下，比如說市電不穩(wěn)、市電差、無市電的情況進行不同的方案的設計。采用了不同的后備電源，比如說4850、48100后備電源等。在大型儲能系統(tǒng)的應用我們也做了一些工作。我們選用了不同的構件，如儲能電池、逆變器、EMS，來實現(xiàn)大型儲能的應用。我們在青海一些地區(qū)開展了光伏儲能項目。我們也進行了工業(yè)削峰填谷的儲能應用。當然我們還做了一些大型儲能項目。目前為止，這些應用中儲能電池有一些用的是鉛酸電池，有一些是用的鋰離子電池。我們認為，為了順應技術發(fā)展的大趨勢，順應市場發(fā)展的大趨勢，順應社會發(fā)展變化的大趨勢，我們今后對鋰離子電池在儲能方面的應用要加大各方面的力度，積極推進這方面的工作。
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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%
前面我所講的不是我今天演講的重點，我重點要跟大家討論的是儲能應用中鋰離子電池應用和安全問題。當然這些問題有的爭論性很大，有的問題很尖銳。但是我希望我今天說出一些觀點，說出我們的想法，能起到拋磚引玉的作用。使大家對儲能應用的安全問題更加重視。這個圖大概是一個鋰離子電池在所有領域方面的應用。其實按照能源互聯(lián)網(wǎng)來劃分，這都是儲能應用，各種電動汽車電池、通訊基站的后備電源，再生能源電網(wǎng)儲能，大的方面都叫儲能。但是今天我為了更好地說明問題，我把這些應用分得更細一些。一個是動力鋰離子電池的應用，包括低速車、物流車、乘用車及電動大巴的應用，另外一個方面就是下面我們重點討論的儲能應用。在儲能方面的應用中，我的第一個問題，電池的選擇是磷酸鐵鋰還是三元？國內(nèi)目前是不允許三元材料用在儲能中的。那么的三元材料能不能用在這一塊領域當中呢？
下面主要進行一下磷酸鐵鋰材料和三元材料主要性能的比較。大家知道，用在儲能方面的電池要求長壽命、高安全性以及低成本。磷酸鐵鋰能量密度雖然比較低。但是它的高溫性能好，最重要的是熱穩(wěn)定性好也就是安全性能好，壽命比較長，而且目前相對來說它的成本比三元低。從三元材料來講，它的克容量高，放電平臺高，也就是說能量密度高。它的低溫性能較好，高溫性能一般，熱穩(wěn)定性一般，安全性能也一般。從整體來看，從儲能要求的高安全性、長壽命，成本低來看，磷酸鐵鋰確實是儲能方面最佳的材料選擇。但是，我覺得三元的高能量密度，比較好的低溫性能，我覺得三元材料在未來也不一定非得排除在中國的儲能領域方面的應用。隨著三元材料一些性能指標逐漸提高并趕上磷酸鐵鋰。三元材料在不久的將來可能會出現(xiàn)在中國的儲能市場。這個問題，希望大家回去可以思考思考。我只是說說我個人的觀點。
在儲能方面的應用中，我的另一個問題是哪一種電池更適合儲能。目前主要有這么幾種電池，方型鋁殼、方型塑殼、軟包、圓柱形如18650。我們知道儲能需要高安全性能、高循環(huán)壽命、較低的成本。從這幾個電池的整體性能比較來看，方型鋁殼、方型塑殼及圓柱形電池都是富液電池，軟包是貧液電池。我覺得方型鋁殼電池尤其它的長壽命是最合適作為儲能電池的。雖然軟包的性能也非常好，但我覺得在儲能這一塊小范圍來講，他并不是用在儲能上好的選擇。從是否適合儲能方面應用來講我覺得方型鋁殼、方型塑殼、圓柱和軟包的是概率是越來越小的。但是從另一個角度來講，作為動力汽車方面，軟包裝是最適合的。因為它的柔性特別好，無論是倒著放、正著放還是平著放，對它的性能都不會有很大的影響。但是富液電池不是這么一回事。它的應用是有方向性的，立著放、平著放性能發(fā)揮是完全不一樣的。這個選擇的應用次序，只是我的個人觀點。
最后一個問題，這個問題是最尖銳最難確定的一個問題，就是電池的梯度使用問題。其實，很多國家為了更好使用能源，為了更好利用鋰離子電池資源，多年前很多公司或者國家政府都提倡梯次電池的使用。也就是從電動汽車到大型儲能到通信后備電源。目前這種趨勢越來越強了。先是動力汽車的使用，然后是大型儲能再到通信基站儲能。實際來講，這三種應用對電池性能要求是越來越低的。但是我們認為，電池的應用中循環(huán)壽命的設定，一個依據(jù)是低于循環(huán)壽命以后，電池的性能可能不能滿足客戶應用的需求。另外一個更重要的原因是在電池達到循環(huán)壽命后，電池已經(jīng)處于很差的狀態(tài)。在性能的衰減上已經(jīng)出現(xiàn)拐點。也就是說，很多人認為電池的循環(huán)壽命是四千次，梯次運用時至少可以達到三千次，但情況并不是這樣。它的性能可能會是數(shù)量級的往下走的。它的性能降低了，安全性能必然會降低。前面講的是電芯。從電池包來講，有兩種情況，一是，電池包性能達到壽命是由于某只電芯出現(xiàn)問題，也就是說的木桶效應。這種情況下，多數(shù)電芯還是好的。這樣的電芯通過重新分選配組后在進行梯次使用還是可行的。但當電池包的失效是由于整體電芯出現(xiàn)問題，大多數(shù)已達到循環(huán)壽命。那么梯次使用就會出現(xiàn)問題。
另一個方面，從經(jīng)濟角度來講，從電池的拆分，打磨到重新分選配組需要很多費用。那么，有可能會出現(xiàn)所使用的梯次電池所需要的成本要高于新電池。
因此我覺得對于梯度電池使用，還是要非常慎重。這也是我個人的觀點。
下面簡單介紹一下理士電池的發(fā)展歷程。理士電池1999年建立，到目前為止已經(jīng)有很多生產(chǎn)基地。目前有十座工廠，包括印度、斯里蘭卡、馬來西亞、肇慶、江蘇、安徽。我們近幾年的銷售額2018年是95.4億。我們希望從今年開始通過大力發(fā)展鋰離子電池產(chǎn)業(yè)，來提高我們的整個銷售額。我希望從2019年開始鋰離子電池能夠在理士電池的銷售額中占越來越大的比例。再簡單介紹一下現(xiàn)在在安徽建的一個新的鋰離子電池產(chǎn)線，總投資12個億，一共4GWH，占地面積220畝。我們?nèi)龡潖S房，三棟原材料庫等等。謝謝各位的聆聽！
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