电池安全

为进一步提高电力系统交直流电源运行可靠性，支撑新型电力系统建设，保障电网安全稳定运行，中国电力企业联合会科技开发服务中心定于2023年3月16-17日在重庆召开2023年（第六届）电力系统交直流电源技术应用发展论坛。本届论坛聚焦发电厂及变电站交直流电源智能运维、通信电源、配网电源、蓄电池安全管控、电化学储能等技术热点专题，分享交直流电源系统以及电化学储能运维经验，交流创新应用成果，探讨专业发展趋势。

电池系统是支撑下一代新型电网的关键，然而不合理的充放电策略会使电池发生析锂副反应，导致电池充放电性能大幅减弱。因此，文中针对三元锂离子电池，基于参比电极揭示了析锂后电池的充电性能变化情况，并对其安全充电电流进行控制。首先，设计不同温度下的充放电循环实验，得到低温循环与高温循环后的电池；其次，通过植入参比电极标定安全充电曲线对比电池的负极电位，发现高温循环后的电池发生了析锂，且平均充电电流相比新电池降低了61.7%；最后，对析锂后的电池建立安全充电荷电状态-温度-电流等高线图，对比新电池等高线图后发现，200 A以上的充电电流区域减少了69.84%。文中提供了一个析锂后电池充电性能衰减的量化指标，需要在实际的锂离子电池全寿命周期管理中予以考虑。

大倍率充电会引起储能电池负极析锂，进一步可能会诱发电池热失控并导致安全事故。而析锂副反应与电池负极电位直接相关，通过模型精确预测负极电位，传输至储能电池管理系统调整充电工况，可以有效抑制负极析锂。因此，文中提出一种基于降维机理简化伪二维(simplified pseudo two-dimensional,SP2D)模型的储能电池安全充电在线控制技术。首先，对伪二维(pseudo two-dimensional,P2D)模型中部分偏微分方程进行降维简化，建立SP2D模型，同时采用不同的方法获取相应的模型参数。其次，使用实验数据的端电压和负极电位对模型进行验证，结果表明模型在不同倍率恒流工况下精度较高。再次，基于SP2D模型结合比例控制器开展电池无析锂安全充电的仿真工作，结果表明，电池经过1 895 s充电即达到截止电压4.3 V，且充电过程中负极电位均处于无析锂安全电位区间。最后，对仿真得到的充电策略进行循环和拆解验证，结果表明提出的充电方法能够实现电池无析锂安全充电。

准确预测锂电池荷电状态（SOC）对电池安全运行至关重要，分析在电网不同模式下的SOC更是锂电池全面推广的基础。提出一种基于莱维飞行的鲸鱼优化算法（LWOA）优化长短时记忆神经网络（LSTM），对调频模式下的大容量锂离子电池SOC进行估计。首先，分析LSTM神经网络和LWOA算法，构建LWOA-LSTM模型，进行参数优化；然后，选取调频模式下大容量锂离子电池组实验数据，对数据进行预处理和模型训练；最后，实现调频模式下锂电池的SOC估计。试验结果表明：所构建模型能准确预测锂电池SOC，较WOA-LSTM模型，评估指标RMSE和MAE分别降低了25.55%、28.71%，R2上升了0.76%。

本团标在《储能用锂离子电池安全性测试标准》中给出如下主要内容：（1）储能用锂离子电池安全要求；（2）储能用锂离子电池试验条件；（3）储能用锂离子电池安全性测试方法

8月5日，江苏电力科学研究院研发的储能电站热失控多参量预警系统在南京江北储能电站上线运行。该系统创新利用电池安全阀开启声音特征识别、气液溢出物光学特征识别和热失控特征气体探测技术，实现对电池火灾隐患的高灵敏辨识和预警，大幅提升了电化学储能电站的安全运行水平。

11月10日从中国科学院近代物理研究所获悉，该所材料研究中心科研团队与兰州大学、先进能源科学与技术广东省实验室等相关团队合作，依托大科学装置兰州重离子加速器，最近利用离子径迹技术研究开发出用于高性能锂离子电池的聚酰亚胺耐高温隔膜制备新工艺，将助力提升锂电池及其充电的安全性。

文件指出，强化新能源产业可持续发展政策保障，推进新型储能产品再生利用。省制造强省建设领导小组办公室印发《关于加快推动新型储能产品高质量发展的若干措施的通知》，提出突破储能电池安全高效回收拆解、梯次利用和再生利用等技术，开发高效、高精度废旧电池快速检测评价装备，支持开展万吨级废旧电池精细回收等工程示范，鼓励广州、深圳等有条件的地市探索建设新能源汽车动力电池回收利用区域中心。