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鋰電池的安全性和可靠性分析

作者:admin????來源:未知????發布時間:2020-09-12 10:12????瀏覽量:
我國對鋰離子電池的出產才能正在敏捷進步,但在規劃擴張之下,有必要確保其安全和質量的重要性,尤其在多起電池起火事情產生、韓國商場墮入停滯后。清潔能源協會(CEA)發布了2019年BESS供貨商商場情報計劃陳述,該陳述涵蓋了40家供貨商,旨在幫助買家了解供貨商范疇。下面將告知各位哪些因素會對鋰離子的安全性和可靠性產生影響。
 
自2010年以來,鋰電池的價格已經下跌了約85%。根據CEA的分析,到2030年,全球對鋰離子電池的年需求量估計將超越2000 GWh。雖然大部分需求估計將用于電動汽車,但其間5%-10%將用于固定電池儲能體系(BESS)。雖然在更高水平的可再生能源滲透中,將引進其他更適合長期運用和低本錢的儲能技能,但就現在而言,鋰離子似乎是領先的技能,由于它被電動汽車行業選用帶來了大規劃的好處,能夠完成低本錢和標準化。
 
與此同時,人們從頭重視質量和安全,不再依賴資產負債表支持的擔保,也不再依賴極少數供貨商。從上游的工廠電池質量控制,一直到體系規劃和防火等更全面的盡職調查,正在成為電池企業和監管組織的原則問題。鋰離子電化學有許多變體(LMO、LTO、LCO、NCA、NCM和LFP),但現在只要鎳鈷錳(NCM)、鎳鈷鋁(NCA,僅松下和特斯拉運用)和磷酸鐵鋰(LFP)完成了大規劃的儲能體系。
 
電池的類型與區域有一定程度的關系。關于韓國供貨商來說,鎳鈷錳(NCM)是BESS的首要挑選,到2019年末,鎳鈷錳的年出產才能估計為54 GWh。在北美,特斯拉的Gigafactory 1具有年產松下NCA 21700圓柱形電池34 GWh的才能,出產出的電池首要用于特斯拉的電動汽車產品。
AL t4518479322727424 哪些因素會影響鋰電池的安全性和可靠性
我國供貨商對鎳鈷錳(NCM)和磷酸鐵鋰電池(LFP)都有很強的制作才能,乃至包含包含一些鎳鈷鋁(NCA),且出產線能夠相對容易地在化學試劑之間切換。LFP的化學特性決議了它的安全性,減少了熱失控的危險。然而,由于能量密度是擴大電動汽車使用的最重要的因素,所以我國已經呈現了向能量密度更高的鎳鈷錳(NCM)電池的轉變。即便如此,出于安全因素的約束,在某些交通范疇,LFP電池是強制裝置的
 
現在,LFP仍然是我國BESS供貨商的重要挑選之一,有些企業提供的LFP電芯的生命周期比NCM電芯更長。更重要的是,LFP電池不含鈷,并且具有固有的更安穩的本錢路線圖。而鈷供應鏈不安穩的原因首要是由于全球60%的供應量來自剛果民主共和國,這也是最近鎳鈷錳(NCM)電池價格上漲的一個關鍵因素,并且我國供貨商十分不肯意為大規劃的BESS提供鎳鈷錳(NCM),由于這會添加大型體系的熱失控危險。
 
關于LFP來說,其劣勢在于較低的能量密度,但優勢在于,它具有更安穩、更低本錢的原材料價格、更高的循環壽數和更低的熱失控危險,這使其在儲能中占有一席位置。能夠預見,我國將嚴厲磷酸鐵鋰電池LFP,而韓國將嚴厲執行鎳鈷錳(NCM)鋰電池。除此之外,并未大規劃使用的鈦酸鋰電池被人們以為可作為“替代品”,由于它只適用于高充放電率、高循環等一些特殊使用,很多業內人士以為鈦酸鋰十分適合用在對電池安穩性要求極高的軍工等范疇。
 
今年初,韓國陳述了23起儲能電站火災事故,這正是在大規劃儲能裝置熱潮產生之后。貿易、工業和能源部(MOTIE)隨機對新裝置的設備進行了約束,還嚴峻約束了現有設備的運轉條件。隨后,MOTIE進行了一項長達6個月的調查,并于今年6月發布,調查發現,火災的或許原因包含維護缺乏、環境條件監督缺乏、裝置缺陷和集成不達標。此外,MOTIE還對電池和個人電腦的制作質量、裝置、操作和維護以及消防提出了額外的要求。
 
投資者對韓國儲能電站事情高度重視,由于韓國BESS供應鏈被以為是全球技能最先進的供應鏈之一。這經歷這一系列事情后,投資者意識到,儲能或許仍然是一個較為新式的行業,因此在出產和整合的各個階段進行獨立監督很有必要。CEA的審計數據提醒了一個更為復雜的實際:在電池層面,有缺陷的涂層和折疊的電極都或許造成火災危險,并下降電池的壽數。電池、模塊和機架級維護有必要到位,并在測驗期間確保功能齊全,否則會呈現安全危險。
 
BESS體系的出廠驗收測驗有必要是獨立進行的,且包含功能和安全性兩個方面的細節必須十分翔實。其間體系規劃和保修結構有必要由第三方進行分析和評估,以維護買家免受安全或功能欠安的危險,并幫助他們了解產品的本錢結構。到2019年,我國四大供貨商的總裝機量將到達135 GWh,國際四大供貨商的總裝機量將到達119GWh。到2021年,估計總裝機量將分別為230GWh和250GWh。而我國的小型電池供貨商2019年將到達140 GWh,2021年將到達227 GWh。得益于CATL和比亞迪在電動汽車方面的急劇增長,我國制作商得以躋身世界四大巨子,松下, LG Chem,三星SDI和SKI之中。
 
雖然有人存在質疑,以為我國供貨商或許不如上述那四大電池制作商,但我國關于BESS在鋰電池方面的研發支出占收入的比例,能夠發現其關于BESS的重視程度。未來6年,BESS的裝置數量估計將增長10倍,因此,買家有必要完成供應鏈的多元化,學習如何了解供應鏈的復雜性,并完成盡職調查和監督的正確結合。

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