在全球積極推進能源轉(zhuǎn)型的大背景下，新能源儲能作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，正以前所未有的速度蓬勃發(fā)展。鋰離子電池憑借其高能量密度、長循環(huán)壽命等優(yōu)勢，成為當前儲能市場的主流選擇。然而，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的急劇擴張，儲能安全問題逐漸浮出水面，成為高懸在行業(yè)發(fā)展頭頂?shù)? “達摩克利斯之劍”，嚴重制約著行業(yè)的進一步壯大。

近期，美國圣地亞哥天然氣和電力公司的電池存儲設(shè)施突發(fā)火災，熊熊烈火不僅吞噬了大量設(shè)備資產(chǎn)，更引發(fā)了社會各界對儲能安全的高度關(guān)注與擔憂，將這一議題再次推至風口浪尖。據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至 2023 年底，國內(nèi)已投運的鋰離子電池儲能占比高達 97.4%，在全球范圍內(nèi)，鋰離子電池同樣主導著儲能市場。但需警惕的是，儲能電站內(nèi)電池數(shù)量龐大，猶如密密麻麻的 “能量單元”，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，如熱失控、短路或電解液泄漏等，其引發(fā)的連鎖反應將如多米諾骨牌般迅速蔓延，影響范圍遠超電動汽車等領(lǐng)域，造成難以估量的損失。

深入剖析鋰電儲能的瓶頸，電芯級別的本質(zhì)安全問題尤為突出，即要確保電芯不發(fā)生熱失控，杜絕燃燒爆炸等極端情況。從應用場景來看，源網(wǎng)側(cè)由于有著嚴格的防火結(jié)構(gòu)要求，且通常遠離建筑物與人群密集區(qū)，在面對火災隱患時，相對擁有更多的時間和空間進行應對處置。但用戶側(cè)和工商業(yè)儲能系統(tǒng)則處境艱難，這些系統(tǒng)多位于建筑物內(nèi)部或周邊，一旦起火，狹窄的空間、復雜的環(huán)境以及人員的密集分布，都極大地增加了救援難度，極易造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。

在技術(shù)路線方面，業(yè)內(nèi)普遍認為，磷酸鐵鋰電池技術(shù)在國內(nèi)鋰電儲能領(lǐng)域占據(jù)主導地位。與海外多采用安全性較低的三元鋰電池不同，磷酸鐵鋰電池憑借其出色的安全屬性和耐高溫性能，在一定程度上降低了儲能系統(tǒng)的風險。但必須清醒認識到，即便如此，它也并非絕對安全。大量儲能事故分析表明，鋰離子電池熱失控是引發(fā)事故的主要導火索。當儲能電池單體因質(zhì)量缺陷、機械損傷、受熱或外部短路等因素導致內(nèi)短路時，猶如點燃了一串鞭炮的引信，電池會迅速進入熱失控狀態(tài)，引發(fā)起火。在熱量的持續(xù)作用下，周邊電池模組和電池簇也會相繼被點燃，甚至引發(fā)劇烈爆炸，釋放出巨大能量，摧毀周邊一切設(shè)施。

那么，該如何有效化解鋰電池儲能的安全危機呢?這就不得不提到熱失控氣體傳感器，它宛如儲能系統(tǒng)安全的 “忠誠衛(wèi)士”，在關(guān)鍵時候發(fā)揮著不可替代的作用。電池熱失控是一個復雜且危險的過程，通常包括誘發(fā)、發(fā)生和蔓延三個階段。其誘因主要有過熱、過充、內(nèi)短路、碰撞等。在鋰離子電池熱失控早期，電池溫度、放電電壓、放電電流等常規(guī)特征識別參數(shù)變化極為緩慢，依靠傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)(BMS)很難及時捕捉到電池故障的蛛絲馬跡。但此時，電池內(nèi)部復雜的電化學反應已經(jīng)悄然啟動，產(chǎn)生大量氣體物質(zhì)，這就為熱失控氣體傳感器發(fā)揮作用提供了 “舞臺”。利用氣體檢測傳感器實現(xiàn)鋰離子電池熱失控早期預警，成為目前最為有效的手段。

鋰離子電池在出現(xiàn)異常時，宛如一個 “氣體制造工廠”，會產(chǎn)生多種氣體成分，包括氫氣(H?)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH?)、二氧化碳(CO?)以及烴類 VOC 氣體(如碳酸甲乙酯 EMC、碳酸二甲酯 DMC 等)。這些烴類 VOC 氣體大多是電解液中的有機溶劑或其熱分解產(chǎn)物。一旦鋰離子電池異常發(fā)熱，樹脂材質(zhì)部件和電解液就會如同受熱的冰塊，開始熱分解，隨著電池內(nèi)部溫度不斷攀升，各種氣體便會爭先恐后地逸散出來。

針對儲能電池熱失控問題，“早發(fā)現(xiàn)，早處置” 是不二法則。要對儲能艙內(nèi)鋰電池熱失控初級階段進行超前探測預警，將火災隱患扼殺在搖籃之中。以工采網(wǎng)代理的費加羅氣體傳感器為例，其具有尺寸小、壽命長、靈敏度高、可靠性高、價格低等諸多優(yōu)勢，在鋰離子電池的各種應用場景中 “大顯身手”，不斷拓展著使用范圍。氫氣傳感器 TGS2616/CGM6812、一氧化碳傳感器 TGS5141/TGS5042、甲烷傳感器 TGS2611/TGS2619、HC 類傳感器 TGS2612/TGS2618、VOC 傳感器 TGS2620 以及二氧化碳傳感器 CDM7162 等多種類型的氣體傳感器協(xié)同工作，能夠如同精密的 “氣體偵察兵”，精準監(jiān)測儲能電池熱失控早期釋放出的各類氣體，實現(xiàn)對熱失控的早期精準預警。并且，這些熱失控安全監(jiān)測傳感器還極具靈活性，可廣泛運用到使用鋰離子電池 LIB 的設(shè)備中，提前預知 LIB 的異常狀態(tài)，幫助工作人員及時采取措施，將損害降至最低。

除了技術(shù)層面的創(chuàng)新突破，儲能行業(yè)的健康發(fā)展離不開完善的標準體系保駕護航。目前，儲能行業(yè)尚處于大規(guī)模應用的初期階段，如同蹣跚學步的孩童，面臨著諸多問題。儲能電池性能指標模糊不清，規(guī)劃設(shè)計簡單粗糙，儲能火災消防研究和技術(shù)支撐嚴重不足等，這些問題如同攔路虎，阻礙著行業(yè)前行的步伐。電化學儲能電站的性能及安全方面，還有許多關(guān)鍵難題亟待攻克。在此背景下，建立健全儲能技術(shù)標準和檢測認證體系迫在眉睫。2023 年 2 月 22 日，國家標準化管理委員會、國家能源局發(fā)布《新型儲能標準體系建設(shè)指南》通知，計劃制定和修訂 205 項新型儲能標準，體系框架涵蓋基礎(chǔ)通用、規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備試驗、運行維護、檢測認證、安全管理、系統(tǒng)建設(shè)、新興技術(shù)和標準國際化等九個部分。這一舉措猶如一場及時雨，將有力推動儲能行業(yè)標準化進程，大幅提升儲能電站的安全性和可靠性。

熱失控氣體傳感器在新能源儲能安全領(lǐng)域肩負著重大使命，通過精準監(jiān)測鋰離子電池異常時產(chǎn)生的氣體成分，為儲能電池熱失控的早期預警和超前探測預警提供堅實保障，將火災隱患消滅于無形。隨著國家標準的相繼出臺和儲能技術(shù)標準的持續(xù)完善，儲能電站的安全性和可靠性將進一步提升，為新能源儲能產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展注入強大動力，助力其在能源轉(zhuǎn)型的征程中乘風破浪，駛向更加光明的未來。