UL：2020电池安全白皮书动力和储能电池的安全（26页）.pdf

1、1UL电池安全白皮书动力和储能电池的安全作者乐艳飞 首席工程师 UL 美华认证有限公司何 亮 资深项目工程师 UL 美华认证有限公司吴明龙 研发项目经理 台湾优力有限公司刘 杰 资深项目工程师 UL 美华认证有限公司张哲弛 市场开发经理 UL 美华认证有限公司34目录引言：动力电池和储能电池安全事故频发 05-06一、锂电池的安全风险 07-081.1 起火风险 071.2 爆炸风险 071.3 电击风险 071.4 化学风险 081.5 电弧风险 081.6 机械风险 08二、锂电池的安全防护 09-162.1 锂电芯的安全防护 092.1.1 电芯设计是安全问题的根本 092.1.2 电芯

2、质量是安全问题的重要加乘因子 102.2 锂电池模组的安全防护 112.3 控制系统的安全防护 112.4 电池系统的安全防护 122.4.1 动力电池系统的安全防护 132.4.2 储能电池系统的安全防护 15三、UL动力和储能电池安全标准 17-203.1 UL2580动力电池安全标准 173.2 UL1973储能电池安全标准 19四、锂电池国际法规和标准动态 21-244.1 动力电池国际法规和标准 214.2 储能电池国际法规和标准 23附录：UL 动力和储能电池服务介绍 25-2656动力电池和储能电池安全事故频发随着全球电动汽车产业的发展，动力电池作为电动汽车的核心组成部分之一，其

3、技术水平不断快速提高，其市场也呈现爆发式增长，反之也进一步推动了电动汽车的推广应用与产业发展。与此同时，为了减少化石能源消费的碳排放，推进可再生能源应用，储能系统在世界各地得到了越来越广泛的应用。动力电池技术的技术积累和成本的持续下降，也推动了电池储能技术和产业的快速发展。然而，在电池被不断深入和广泛应用的电动汽车和储能领域，近年来却屡有各类大小事故发生，尤其是相关的火灾事故，引发社会各界关注和担忧。据不完全统计，2018 年 1 月至 10 月间国内发生新能源汽车起火事件 40 多起 1，2019 年 1 月至8 月间国内发生新能源汽车安全事件 40 多起 2。在已知的事故中，从动力电池的化

4、学物质来看，绝大多数事故车辆配备的是三元锂电池；从电芯封装来看，半数以上为方型电池；从事故发生季节来看，事故在夏季高发；从电动汽车状态来看，在行驶、搁置和充电状态均有发生，充电时和充电后事故概率较高 2。在电池储能事故方面，以全球电池主要生产国之一的韩国为例，根据其官方的公开统计信息，自2017 年 5 月至 2019 年 5 月的两年间，共发生 23 起电池储能系统的火灾事故 3。从应用类别看，约74%的事故项目用于光储或风储，约 1 7%的事故项目用于需求侧管理，剩余约 9%的事故项目用于电网调频。从火灾发生时的电池状态看，约 61%的事故储能系统处于放电前的等待期，约 26%的事故储能系

5、统处于充放电时间，剩余约 13%的事故储能系统还处于安装和建造期 3。虽然上述统计事故中，并非所有事故都源于电池，但是电池作为电动汽车和储能系统中活性较高，风险性较大的组成部分，其安全风险值得全行业重点关注。如何深入认识并规避电池的风险是全球全行业共同面对的挑战，也是各国在法律法规和技术标准制定层面重点考虑的因素。本白皮书将围绕动力电池和储能电池两大应用场景中涉及的风险和安全问题展开论述，旨在帮助客户识别电池安全风险，了解国际动力和储能电池法规和标准，设计和开发更安全的电池系统。1 市场监管总局，“市场监管总局质量发展局有关负责人就召回管理工作答记者问”，http:/ 2清华大学电池安全实验室

6、,2019 年动力电池安全性研究报告 3 Ministry of Trade,industry and Energy,Korea,http:/www.motie.go.kr/common/download.do?fid=bbs&bbs_cd_n=81&bbs_seq_n=161771&file_seq_n=1引言71.1 起火风险锂电池芯是由正负极电极、隔膜、电解液、极耳、外壳部件等组成的电化学存储单元。目前动力和储能电池的隔膜都很薄，基本在十几微米左右，很容易受各种因素影响而破裂，造成电芯内部短路，极端情况下引发电芯热失控，并释放出大量的热量和可燃气体。在电池系统中，如果热失控电芯所释放的热