图为日本钠硫电池储能电站
化学电池储能电站具有诸多优势，在可再生能源发展中应充分利用。 但。 化学电池也有缺点，其中最重要的是安全性。 我们必须承认，电池组是含有高能物质的部件，本质上是危险的。 而且，随着电池比能量、比功率的增加，发生事故的风险也会增加。
安全措施
安全的本质是事故发生的概率。 如果安全因素控制得好，危险事故发生的概率就会降低。 影响电池安全事故的因素应包括电池品种、设计水平、生产质量、总容量、使用时长、安全措施的有效性、使用的合理性、其他（意外）因素等，其中电池品种是最基本的。 。
由于安全是一个事故概率问题，因此可以用数值来表示。 例如，设计核反应堆时，安全性必须达到10-5或10-6/反应堆·年； 而对于飞机来说，安全性必须达到109小时无致命事故。 要达到如此低的事故概率，除了高水平的设计和制造外，还需要一套严格的操作程序和严格的维护制度来保证运行。
随着可再生能源的发展，化学电池储能电站的建设逐渐开始。 应及时认真研究化学电池储能电站的安全问题（事故概率）。
钠硫电池的安全性
在过去的5-6年里，我们多次指出钠硫电池的安全性较差。 然而，该公司基于“技术新颖”单方面起步。 先是全力支持国内研发，随后又热衷于高价采购NGK公司制造的钠硫电池储能电站，声称日本数十座钠硫电池储能电站已经有电池储能电站20年来未发生过事故。 无独有偶，日本在与日本商人讨价还价时，于2011年2月和9月烧毁了两座钠硫电池储能电站，尤其是三菱材料筑波制作所的钠硫电池储能电站，发生了火灾。 2011年9月21日7时20分左右，经用沙土等灭火措施覆盖火势，当日16时00分左右火势减弱，但并未完全扑灭。 直到10月5日下午3时25分，大火才最终被扑灭。 ，燃烧了整整两周。 随后，NGK要求客户暂时停止使用钠硫电池，直至事故原因查明为止，同时还宣布暂停钠硫电池的生产。
至此，我们对日本钠硫电池储能电站的采购已“暂停”。
粗略估计，日本钠硫电池储能电站的事故概率大于10-3/站·年。 也就是说，如果建设1000座容量相当于日本平均水平的钠硫电池储能电站，每年可能会烧掉1000多个钠硫电池储能电站。 一。
这一事件提醒人们，大规模使用储能电池时，应像核电站一样，提前仔细评估其安全性。
锂离子电池安全
锂离子电池中的电解液是用易燃溶剂配制的。 正负极上的氧化剂和还原剂仅被约20微米厚的隔膜隔开。 当达到一定温度时，氧化剂和还原剂都容易与电解液发生反应。 电解液发生大量化学反应产生热量，电池组在高电压、大电流下工作。
现在，电动公交车的锂离子电池容量约为200千瓦时，事故率不低（10-3/辆·年）。 20MWh储能电站的电池容量是电动公交车的一百倍。 如果使用同等质量的锂离子电池，事故概率会大一百倍，可达10-1/站·年（每年5月10日烧一次）。
可见，锂离子电池的安全性也值得关注。 电池（特别是锂离子电池）的使用必须与使用易燃易爆物品和高压装置同等对待，制定安全设计标准和使用规范并严格执行。
有机电解质超级电容器与锂离子电池类似，具有高比功率、超长寿命、高电压等突出优点。 它们可以解决短时间、大功率的存储放电问题。 有些储能电站还与电池并联。 用于增强和扩展电站的功能。 有人认为，这种超级电容器比能量较低，不会出现大的安全问题。 然而，美国夏威夷岛30兆瓦风电场的15兆瓦电池储能电站使用戴纳超级电容器后，先后3次起火（2011年4月、2012年5月、8月1日），引发巨大火灾。 敲响了警钟。
水电解质电池的安全性
目前最常用的水电解质二次电池是金属氢化物/镍电池和铅酸电池。 前者的电解质为碱性水溶液，后者的电解质为酸性水溶液。 这些电解液泄漏时存在腐蚀风险，但它们的易燃易爆性要低得多，但也并非绝对没有故障。 2012年4月，山东淄博一辆使用镍氢电池的公交车发生火灾。 原因可能是负极储氢合金和正极氧化镍设计不当导致氢气在电池中积聚。 铅酸电池在过度充电时也会将水电解成氢气和氧气，不过这个问题已经得到了比较好的解决。 因此，铅酸电池是最安全的电池，价格便宜，而且其循环寿命和比能量不断提高。
液流电池能够大规模储存电能，近年来发展迅速。 由于使用水电解质，爆炸风险极低。 然而，尽管新出现的锌溴液流电池和锌氯液流电池具有一定的优势，但单质溴和氯具有毒性和腐蚀性。 在大型蓄电站使用时，必须采取预防措施，防止产生有毒气体。 发生泄漏。
2011年，国内有人提出了利用有机电解质的新型液流电池系统的概念，并想申请2012年国家863计划项目。 如果一整天都有数万立方米的有机电解液在储能电站复杂的管道中流动，一旦发生事故后果不堪设想。 显然，这样的新型有机电解质体系与液流电池高安全性的初衷背道而驰，实用前景不大。
关注新型水电解液电池研发
储存大规模电力的储能电站必须把安全放在所有需要考虑的问题的首位。 储能电站作为运营单位也具有重要的经济效益。 应使用能量转换效率高、寿命长、建设和运行成本低的电池，并适当考虑比能量。 因此，新型水电解质电池的开发和应用目前应受到高度重视：
1、大力开发能量转换效率高于80%、成本低于2元/瓦时、循环寿命10000次的新型液流电池； 现有的液流电池也应该提高到这个水平。
2.在继续治理铅污染的同时，积极支持比能量大于50Wh/kg、循环寿命3000次、价格低于0.6元/Wh的新技术铅酸电池开发。
3.鼓励开发比能量大于50Wh/kg、循环寿命4000次、价格低于0.8元/Wh、生产回收工艺环保的新型水电解质储能电池。
在适当的进出电价条件下，使用上述电池的储能电站很可能达到YCC（大规模储能技术经济效益标准）指数为1.0的运行效果，且安全保障较高。 （作者杨玉生为中国工程院院士）
关联
一场动摇钠硫电池未来的火灾
钠硫电池作为新一代电力存储系统，备受期待。 然而，钠硫电池的电极使用的是钠，遇水存在爆炸的危险。 因此，扑灭火灾比普通火灾更加困难。 然而，日本发生的一场火灾事故可能会动摇钠硫电池的前景。 据了解，目前推出钠硫电池产品的企业只有NGK。 2011年9月21日上午7时20分左右，日本茨城县三菱材料筑波工厂的钠硫电池（日本NGK制造）起火。 直到10月5日下午3点25分，大火才被最终扑灭，这场大火持续了2周。 日本NGK在事故发生当天成立了事故调查委员会，同时宣布将暂停钠硫电池的生产。
由于钠硫电池的结构和工作原理，钠硫电池存在以下两大安全隐患。 首先，由于使用了钠，火灾时不能用水。 必须采用沙土覆盖等方法来扑灭火灾，因此钠硫电池的安装单位和消防机构需要采取特殊措施。 其次，由于钠硫电池的工作温度需要达到300-350℃，当一个电池单元着火时，火势很容易蔓延到周围的其他电池单元，并且需要大量的时间来控制火势。
日本NGK称，事故发生的钠硫电池中混入了“不合格”的电池单元。 电池单元的损坏导致高温熔融物质（液态钠和硫）从内部流出。 每个电池模块分为4块，每块之间有沙层，以防止短路和火灾蔓延。 但这一次熔体流过沙层，导致相邻块之间短路。 每个块内部都有保险丝，以防止大电流继续流动，但相邻块之间没有保险丝。
由于块之间的短路，随着大电流持续流动，模块内部开始升温，导致更多电池单元损坏。 这样，当发生火灾，熔体流出时，火势就会蔓延至整个组件，从而扩大对相邻组件的损害范围。
火灾事故发生后，日本NGK宣布了防止事故再次发生的对策，包括在相邻区块之间设置熔断器，这样即使发生短路，也可以减少大电流持续流过的概率； 为了防止熔体流出，在块体之间安装了防短路板，进一步保证块体不会因熔体流出而发生短路。 为了避免火灾蔓延，模块之间安装了防火蔓延板。
对于电池单元嵌入模块不合格的原因，日本NGK推测是“制造过程中混入了异物，此类问题叠加超出了设计允许范围，导致安全功能无法发挥作用”。 但该电池单元已烧毁，因此无法确定真正原因。 因此，该公司目前的政策是加强制造过程的管理，对所有产品进行检查，防止不合格的电芯嵌入模组中。
钠硫电池单位重量的能量密度高达铅酸电池的三倍左右，有望在新一代电网中发挥多种作用，例如降低最大用电量（调峰） ）通过负载平衡，解决可再生能源的电力问题。 输出波动问题等。因此，以普及钠硫电池为目的的环境建设工作也在快速推进。
2007年，日本消防法修订了《危险货物限制相关规定》，允许不同种类的危险货物在同一集装箱内运输或储存。 这项措施主要是为了方便钠硫电池的安装，因为钠硫电池使用硫（被日本消防法定义为第 2 类危险品（易燃固体））和钠（被定义为第 3 类危险品）危险品（自燃物质和禁水物质）。 根据此次修订，只要容器和安装位置符合一定标准，钠硫电池的安装就可以更加方便。
然而，这起事故表明钠硫电池的安全技术和火灾对策尚不成熟。 事实上，除了上述防止事故再次发生的对策外，日本NGK还提出了安全强化对策，例如“建立早期发现火灾的监控系统”、“安装灭火和预防设备并建立灭火系统。” ，并“制定火灾时的逃生路线并建立引导疏散系统”，要求客户执行。 此外，对于在医院、商业设施等非特定人员出入较多的场所安装钠硫电池的客户，暂时要求拆除钠硫电池。
日本NGK表示，如果客户申请拆解就满足要求，但实际上大多数客户希望继续使用。 目前，很多地方已经设立了钠硫电池作为备用电源，其性能也非常好。 因此，未来钠硫电池的需求预计将继续扩大。 但也正因为如此，钠硫电池在安全技术上还需要进一步成熟。 （刘一丁/摘录）
风电场储能电站第三次火灾
2012年8月1日，夏威夷欧胡岛北海岸一座拥有12台风力发电机、装机容量30兆瓦的风电场突然响起烟雾警报。 该风电场由First Wind 开发，配备了电力公司提供的15兆瓦电池，并将生产的电力出售给岛上的社区。 这是自安装电池以来的第三次。 火。
有媒体评论称，火灾烧毁了一座重要建筑，也给风能发展的未来带来了不确定性。 储能产业将能够将风能、太阳能等各种可再生能源转化为社会易于使用的电力，降低能源价格，为分散的岛屿提供有效的能源解决方案。 但到目前为止，储能产业（抽水蓄能除外）仅处于“潜力”阶段。 储能行业的电池供应商正在经历各种发展阵痛。
由于担心12000节电池燃烧可能会带来大量有毒气体，消防队员直到起火7小时后才进入着火大楼。 消防部门提到，2011年4月这栋大楼曾发生火灾，几乎将大楼完全烧毁。 今年5月份又发生过火灾，前两次火灾都是由Dyna生产的ECI电容器引起的。 据法院新闻服务报道，该公司已对 Dyna 提起诉讼。 火灾导致部分建筑倒塌，所幸没有人员受伤。
消防部门发言人表示，火灾似乎是从电池箱内部或侧面开始的，并迅速蔓延。 他们表示，正在调查，电池中不存在有害物质，不会对社会造成危害。
该风电场自2011年2月开始运行，发现烟雾后立即关闭。 该风电场储能电站配备了美国最大的储能系统。 该系统也是第一个由美国能源部贷款计划资助完成的系统。 它获得了1.17亿美元的注资，并于2010年7月开始建设。电池由弹道级纤维材料制成，电池内部有约一英里的纤维，电池内部是干燥的。 该电池技术来自与福特航空联合开发的针对电动汽车应用的创新技术。
化学电容器对锂离子电池的性能起到补充作用。 它们由干燥的惰性材料制成，可以在室温下运行，这与用于电网级储能的纳米硫电池不同。
第一风力发电公司附近还有一个配备储能系统的风电场。 那个风电场也叫项目。 该风电场自六月以来一直在运营，据其首席执行官称，它“运行完美”。
该公司管理层强调，他们提供的不仅仅是一套电池，还有一系列的控制和通讯系统，以及丰富的电池管理经验和理念，这使得他们与那些只提供电池的公司有所不同。 最近发生的这些事件可能证明了他们的观点。
专家认为，与普通火力发电厂相比，电网级储能系统仍然过于昂贵，只能用于输送能源成本高或输送能源困难的地区，例如夏威夷或海岛，以及一些新兴领域。 （无需新建电网和发电系统）具有一定的实用价值。 （傅跃文/摘录）