2019年梯次利用电池安全性研究及对策.pdf

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1、梯次利用电池安全性研究及对策中国电力科学研究院有限公司2019-5-2011研究背景1 安全是储能系统的第一要素；目前大量应用的锂离子电池采用有机溶剂体系，会发生热失控，引起连锁反应；近几年国内外发生了多起储能电站安全事故。韩国已累计发生21次安全事故。4月19日亚利桑那储能电池火灾国外储能系统事故12018年8月国内某用户侧储能电站火灾，磷酸铁锂电池，烧毁一个集装箱。2017年12月山西某电厂储能系统发生火灾。国内储能系统事故1 我国电动汽车进入快速发展期，2018年销售125.6万辆；未来动力电池退役量快速增加，预计2020年动力电池退役量将达20GWh。1.767.4833.1150.7

2、77.7125.60204060801001201402013201420152016201720182026314363930102030405060708090100202020212022202320242025动力电池退役量（动力电池退役量（GWh）电动汽车销量（万辆）电动汽车销量（万辆）电动汽车电动汽车动力动力电池生命历程电池生命历程（价值链）（价值链）梯次利用梯次利用资源回收资源回收动力动力电池电池1 梯次利用可提升动力电池全寿命价值，降低储能系统成本而受到广泛关注；国内外建设了多个梯次利用电池储能系统的示范工程。宝马汽车日本4R能源上海煦达中国电科院与新电池相比，梯次利用电池的安

3、全性怎么样 是否更易发生热失控？发生热失控后的反应剧烈程度如何？12梯次利用电池安全性研究1 1 安全性能测试该退役电池可通过电动汽车标准中各项安全试验。过充前过充前过充后过充后1.过充实验过充实验（1C 5V/90min）2.过充实验过充实验(1/3C,0V)过放前过放前过放后过放后加热前加热前加热后加热后短路前短路前短路后短路后3.加热实验加热实验（110，30min）4.短路实验短路实验（R5m 10min）实验项目实验项目实验现象实验现象判定标准判定标准判定结果判定结果过放电过放电电池无爆炸、无起火、无漏液不爆炸、不起火、不漏液合格过充电过充电电池无明显温升，电池无爆炸、无起火、无漏液

4、不爆炸、不起火合格短路短路实验最高温度70，电池无爆炸、无起火不爆炸、不起火合格跌落跌落电池无爆炸、无起火、无漏液不爆炸、不起火、不漏液合格加热加热电池无爆炸、无起火、无漏液不爆炸、不起火合格挤压挤压电池无爆炸、无起火不爆炸、不起火合格针刺针刺电池无爆炸、无起火不爆炸、不起火合格参照参照QC/T 743-2006标准标准（1）退役锰酸锂电池安全性研究（90Ah）1（2）退役磷酸铁锂电池安全性研究（22Ah）滥用实验过充过放短路跌落加热挤压针刺该型号电池可通过动力电池各项安全试验。参照参照GB/T 31485-2015标准标准1（3）退役磷酸铁锂电池安全性研究（200Ah）滥用实验-过放电电池类

5、型电池类型电池电池容量容量/Ah测试前电压测试前电压/V重量重量/kg电池表面最高温度电池表面最高温度/现象现象测试前测试后正极负极表面新电池199.763.380 6.023 6.025 51.8 56.6 56.1 电池发鼓梯次电池167.533.3496.0056.00534.537.234.0新电池梯次电池新电池梯次电池过放后照片1（3）退役磷酸铁锂电池安全性研究（200Ah）滥用实验-短路电池类型电池类型电池电池容量容量/Ah测试前电压测试前电压/V重量重量/kg电池表面最高温度电池表面最高温度/现象现象测试前测试后正极负极表面新电池201.213.3345.964 5.964 46

6、.850.531.1极耳连接片熔断梯次电池164.773.3486.054 6.053 52.6 54.7 40.6 新电池梯次电池新电池梯次电池短路后照片1（3）退役磷酸铁锂电池安全性研究（200Ah）滥用实验-挤压电池类型电池类型电池电池容量容量/Ah电压电压/V重量重量/kg电池表面最高温度电池表面最高温度/现象现象测试前测试后测试前测试后正极负极表面新电池200.673.3723.3705.963 5.963 28.2 28.4 28.2 挤压处轻微凹陷梯次电池167.253.3673.3545.9805.97026.0 25.6 25.2 新电池梯次电池新电池挤压后照片梯次电池1（3