鉅大LARGE | 點擊量：882次 | 2021年09月27日
鈉硫電池需在安全技術上進一步創新
作為新一代電力存儲系統，鈉硫電池備受期待，但鈉硫電池的電極使用鈉，有遇水爆炸的危險，因此滅火時比普通火災更為困難。但日本卻發生了足可以動搖鈉硫電池前景的火災事故。據了解，目前推出鈉硫電池產品的公司只有日本礙子(NGK)一家。2011年九月二十一日上午前7點20分左右，設置于日本茨城縣三菱材料筑波制作所內的鈉硫電池(日本NGK制)起火引發火災。直到十月五日下午3點25分大火才終于被撲滅，歷時2周之久。日本NGK在事故發生當天成立了事故調查委員會，并同時宣布將暫停生產鈉硫電池。
由于鈉硫電池的構造及工作原理，鈉硫電池存在以下兩大安全風險。第一，由于使用了鈉，因此著火時不能澆水。必須采用沙子掩蓋等手段來滅火，所以鈉硫電池的設置單位及消防機構要采取特殊措施。第二，由于鈉硫電池的工作溫度需達300—350℃，當電池單元著火時，火勢就容易向周圍的其他電池單元蔓延，而且控制火勢要大量時間。
據日本NGK介紹，發生事故的鈉硫電池中混入了1個“不合格”的電池單元，該電池單元的破損導致高溫溶融物(液態的鈉和硫)從內部流出。每個電池模塊分成4個區塊，各區塊之間設有防止短路及火勢蔓延的砂層。但此次溶融物越過砂層流出，因此相鄰的區塊之間發生了短路。各區塊內部設有用來防止大電流持續流過的保險絲，但相鄰區塊之間則未設置。
由于區塊間發生了短路，隨著大電流的持續流過，模塊內部開始發熱，使更多的電池單元發生破損。這樣，在發生火災的同時，再加上溶融物流出，火勢便蔓延到了整個模塊，進而使受損范圍擴大到了相鄰的模塊。
在火災事故發生后，日本NGK公布了防止事故再次發生的對策，包括在相鄰區塊間設置保險絲，這樣即使發生短路，也可降低大電流持續流過的概率;為防備溶融物流出，在區塊間設置防短路板，進一步保證區塊間不會因溶融物流出而短路;為防止火勢蔓延，在模塊間設置防火勢蔓延板。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
有關不合格的電池單元嵌入模塊的原因，日本NGK推測是“制造工序中混入了異物等，這種超出設計允許范圍的問題疊加之后，導致安全功能未能發揮用途”。但是，有問題的那個電池單元已經燒毀了，所以真正原因無法確定。因此，該公司目前的方針是加強制造工序的管理并對全部產品執行檢查，由此來防止不合格的電池單元嵌入模塊。
鈉硫電池的單位重量能量密度高達蓄電池的約3倍，有望在新一代電網中承擔多種用途，比如通過負荷均衡化來降低最大電力使用量(削峰)，以及解決可再生能源的功率輸出波動問題，等等。因此，旨在普及鈉硫電池的環境建立工作也在急速推進之中。
2007年日本消防法修訂了“與危險品限制相關的規定”，改為允許將不同種類的危險品裝入同一容器內運輸或儲藏，這一措施重要是為了能夠輕松設置鈉硫電池，因為鈉硫電池使用了日本消防法含義為第二類危險品(可燃性固體)的硫，以及含義為第三類危險品(自燃性物質及禁水性物質)的鈉。根據這一修訂，只要容器及設置場所達到一定標準，即可較輕松地設置鈉硫電池。
不過，此次事故說明鈉硫電池的安全技術及火災對策尚未成熟。實際上，除了上面提到的防止事故再次發生的對策之外，日本NGK還提出了安全強化對策，比如“建立用來在早期發現火災的監控體制”、“設置滅火防火設備并建立滅火體制”，以及“制定火災發生時的逃生線路并建立引導疏散體制”，要求客戶執行。另外，有關在醫院及商業設施等有較多不特定人出入的場所設置鈉硫電池的客戶，暫時要求他們拆除鈉硫電池。
日本NGK表示如有客戶申請拆除即會滿足要求，但實際上多數客戶都希望繼續使用。目前已有眾多場所將鈉硫電池設置為備用電源，而且性能也很出色，因此鈉硫電池的需求今后還有望繼續擴大。但正因如此，更要鈉硫電池在安全技術上進一步成熟。
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