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第七章 锂离子电池安全技术研究进展
第七章 锂离子电池安全技术研究进展
第一节 锂离子电池储能系统安全与标准研究进展
一、锂离子电池储能安全问题
要实现“碳达峰碳中和”目标，需要重构能源体系。新能源大规模发展，必
须加快推动高效储能系统规模化发展，弥补电力系统灵活调节资源不足的问题。
欧美多国已将加快推动新型储能产业化发展列为国家战略。储能作为我国“双碳”
目标关键支撑技术，2021 年至今已有 600 多项国家及省市级储能相关政策出台，
支持力度空前。储能已成为构建新型电力系统不可或缺的关键技术和基础设施。
电化学性能优异的电池储能技术可以很好地结合间歇性的可再生能源，近年来在
电网式规模化储能中展示了巨大的应用潜力，包括锂离子电池、铅酸电池、液流
电池和钠离子电池等。电化学储能的优势包括系统规模大，响应速度快，在毫秒
时间尺度内能够实现规定范围内的电能输入和输出。电化学储能能够精确控制，
在可调范围的任何功率点稳定输出。此外，电化学储能还具有双向调节能力，充
电时为用电负荷，放电时为发电电源。目前最成熟的是锂离子电池储能，2022
年全球锂离子电池产量 1000GWh，中国产量 750GWh。
锂离子电池储能系统容量通常为兆瓦时级甚至数百兆瓦时级，包含大型电池
（连接到可再生能源等发电源）、电子控制系统、双向逆变器（PCS）、热管理
系统和消防系统的结构，相当于一个“巨型充电宝”。目前国内电化学储能市场
中，三元材料由于安全性问题被禁止使用，磷酸铁锂电池占据了储能的绝大部分
市场。磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、
自放电率小、无记忆效应的优点。电池组是锂离子电池储能系统的核心部分，通
常由多个锂离子电池单体组成，由电池管理系统（BMS）和能量管理系统（EMS）
进行监测和控制。电池组的容量和电压可以根据具体的储能需求进行设计和配置，
通常采用模块化设计，可以根据需求进行灵活扩展。PCS 成本占比约为 20%，仅
次于电池（60%）。
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