锂电池储能电站的被动安全

锂电池储能电站的被动安全是指储能电站的最终安全防线，即在发生火灾和爆炸事故后，尽快启动消防系统，以减少电站的经济损失，确保运营商的人身安全。

储能锂离子电池热失控引起的火灾属于电气火灾，具有火灾蔓延速度快、灭火难度大、风险高等特点。

根据锂电池热失控火灾燃料的不同，储能锂电池火灾主要分为以下五类：一是锂电池负极材料为燃料的固体火灾；二是锂电池电解质为燃料的液体火灾；三是锂电池热失控电化学反应产生的大量可燃气体为燃料的气体火灾；四是电池内嵌锂等金属材料的金属火灾；五是，电气火灾以锂电池储能电站整体系统(包括各种设备、电池模块簇等)为燃料。).

目前锂离子电池的灭火方式主要依靠水基灭火剂、气体灭火剂和固体灭火剂。

水基灭火剂的常见类型有水AF-31、AF-32、A-B-D灭火剂，灭火原理是水蒸发带走大量热量，形成水膜隔离氧气，冷却和抑制燃烧。

根据储能电站火灾事故报告，参与灭火的消防队一般采用大量水灭火。水基灭火剂的优点是成本低，灭火冷却效果更明显；缺点是电站电路短路或电气设备故障，不能维持后续储能电站的正常运行。基于水基灭火剂的储能电站消防系统应进一步确定其应用范围和边界条件。

一些研究人员发现，细水雾可以有效地扑灭集装箱磷酸铁锂电池的火灾，在扑灭明火和快速降低电池模块温度方面具有很大的优势。其中，最关键的影响因素是细水雾的压力，压力增加，灭火效率和冷却效率显著提高，但成本也会迅速提高。

根据灭火原理，常见气体灭火剂有三种：一种是卤代烷1301、哈龙1211，灭火原理是分解火灾燃烧产生的游离基，合成低活性游离基，但冷却效果不明显，不能有效扑灭电气火灾，破坏臭氧层，在我国已完全禁止；二是二氧化碳、 IG-541、IG-灭火原理是稀释空气中的氧含量，抑制燃烧，从而扑灭明火，但灭火效率差，要求环境封闭，容易损坏电气设备；三是七氟丙烷、六氟丙烷等清洁气体。灭火原理是通过分子蒸发快速冷却，稀释空气，抑制燃烧。然而，该方法在灭火初期会产生大量的氟化氢等有毒气体。

目前，储能电站储能舱内的消防措施大多是基于日本电池储能的相关标准措施，主要采用七氟丙烷气体灭火剂。其优点是无气体残留，环境友好，不影响设备的后续运行；缺点是冷却效果有限，电池模块冷却时间长，难以及时灭火。

由于电气火灾燃烧速度快、温度高，干粉灭火剂等传统固体灭火剂基本无法达到扑灭储能电站火灾的效果，而干粉灭火剂没有降温效果。