鉅大LARGE | 點擊量：936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，因此滅火時比普通火災(zāi)更為困難。但日本卻發(fā)生了足可以動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25分大火才終于被撲滅，歷時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，并同時宣布將暫停生產(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。第一，由于使用了鈉，因此著火時不能澆水。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，火勢就容易向周圍的其他電池單元蔓延，而且控制火勢要大量時間。
據(jù)日本NGK介紹，發(fā)生事故的鈉硫電池中混入了1個不合格的電池單元，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。每個電池模塊分成4個區(qū)塊，各區(qū)塊之間設(shè)有防止短路及火勢蔓延的砂層。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，再加上溶融物流出，火勢便蔓延到了整個模塊，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)生的對策，包括在相鄰區(qū)塊間設(shè)置保險絲，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)塊間不會因溶融物流出而短路；為防止火勢蔓延，在模塊間設(shè)置防火勢蔓延板。
有關(guān)不合格的電池單元嵌入模塊的原因，日本NGK推測是制造工序中混入了異物等，這種超出設(shè)計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制造工序的管理并對全部產(chǎn)品執(zhí)行檢查，由此來防止不合格的電池單元嵌入模塊。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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品限制相關(guān)的規(guī)定，改為允許將不同種類的危險品裝入同一容器內(nèi)運輸或儲藏，這一措施重要是為了能夠輕松設(shè)置鈉硫電池，因為鈉硫電池使用了日本消防法含義為第二類危險品（可燃性固體）的硫，以及含義為第三類危險品（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)對策尚未成熟。實際上，除了上面提到的防止事故再次發(fā)生的對策之外，日本NGK還提出了安全強化對策，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所設(shè)置鈉硫電池的客戶，暫時要求他們拆除鈉硫電池。
日本NGK表示如有客戶申請拆除即會滿足要求，但實際上多數(shù)客戶都希望繼續(xù)使用。目前已有眾多場所將鈉硫電池設(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。
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