電子發燒友網報道（文/李彎彎）今年4月北京市豐臺區儲能站爆炸，事故造成1人遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷，火災直接財產損失1660.81萬元。如今爆炸事故的原因已經查明，主要是電池間內的磷酸鐵鋰電池發生內短路故障，引發起火爆炸。

磷酸鐵鋰電池內短路引發起火爆炸

日前，北京應急管理局發布豐臺區“4·16”較大火災事故調查報告顯示，此次儲能站爆炸的原因在于：儲能站南樓起火，而起火的直接原因系西電池間內的磷酸鐵鋰電池發生內短路故障，引發電池熱失控起火。

儲能站北樓爆炸直接原因為南樓電池間內的單體磷酸鐵鋰電池發生內短路故障，引發電池及電池模組熱失控擴散起火，事故產生的易燃易爆組分通過電纜溝進入北樓儲能室并擴散，與空氣混合形成爆炸性氣體，遇電氣火花發生炸。

從以上表述可以看到，儲能站涉及到北樓、南樓、西電池間，我們具體來看是怎么回事？根據報告描述，事發建筑主要包括北樓、南樓兩棟建筑，南北樓之間建有室外地下電纜溝。

北樓為地上二層建筑，一層分別為光儲充一體化項目儲能室及設備間，集美家居公司（租用該事故廠地的公司）自用的35千伏變壓器室、6 千伏配電室、變配電值班室，二層為集美家居公司35千伏控制柜室。其中：6 千伏配電室有1條東西向主電纜管溝及配電柜；儲能室內有2條東西向電纜管溝、4 組電池柜（共56列電池簇，使用圓柱形磷酸鐵鋰電池）。

南樓為地上一層建筑，分別為控制室、門廳及維修間、西電池間、東電池間和設備間；控制室局部加裝二層。西電池間安裝12組電池柜（共48列電池簇，使用方形磷酸鐵鋰電池），東電池間安裝12組電池柜（共48列電池簇，使用圓柱形磷酸鐵鋰電池），電池柜底部電纜在電纜夾層內匯集進入室外地下電纜溝。

南北樓之間室外地下電纜溝長24米、寬 1 米，底部距地面1.6 米，頂部距地面約 0.4 米；溝內敷設電纜29根；距北樓 3.7米處設有一處通風豎井。電纜溝在北樓南墻西向東數第5 個窗戶下方進入北樓地下，在南樓北門東側地下進入南樓電纜夾層。

根據調查結果，爆炸是這樣形成的，位于南樓西電池間的磷酸鐵鋰電池發生內短路，引發電池熱失控起火，磷酸鐵鋰電池熱失控噴射產物中的易燃易爆成分與空氣混合形成的爆炸性氣體，從室外地下電纜溝擴散至北樓內，進入高壓直流帶電狀態的電池系統，遇到位于電池柜底部的繼電器動作產生的電氣火花，從而引起爆炸。

磷酸鐵鋰電池內部短路的原因是什么

可以看出來，此次爆炸的罪魁禍首是磷酸鐵鋰電池，近年來隨著新能源汽車和新型儲能的發展，磷酸鐵鋰電池被大量使用，但是因磷酸鐵鋰電池熱失控造成的火災事故不斷發生。其中，短路是觸發磷酸鐵鋰電池熱失控的重要原因之一。

在磷酸鐵鋰電池發生短路時，瞬間產生較大短路電流，短時間內使電池聚集大量熱量，使磷酸鐵鋰電池發生不可逆損壞甚至引起熱失控火災。磷酸鐵鋰電池短路是電池的正負極發生了接觸造成，有很多方面的原因：比如，制造的過程中，電極的表面有毛刺，刺破了隔膜引起正負極短路，或是制造的時候工藝不當造成正負極接觸短路。

再比如，鋰電芯隔膜質量不達標，鋰電池組在使用過程中經常大電流充放，隔膜在經受不了短時間內巨大的鋰離子流穿過，導致出現局部或者大面積破損，從而導致電芯劇烈發燙損害。還有可能是，磷酸鐵鋰電池體內溫度上升較慢的情況下，外殼逐漸溶化，保護層起不到保護作用，導致有腐蝕性的電解液的泄漏，之后造成電池短路。

然而北京豐臺區的這起儲能站爆炸，磷酸鐵鋰電池短路的主要原因是什么呢？除了上述可能的原因之外，有人猜測更有可能是退役動力電池在梯次利用中存在安全性問題。

根據報告信息，該儲能項目的磷酸鐵鋰電池由合肥國軒高科動力能源有限公司提供，國軒高科是動力電池行業領軍企業，同時國軒高科也在積極與電網企業等展開合作，將產品用于儲能電站，另外該公司還在發展梯次利用業務。

退役動力電池在梯次利用中的安全隱患

隨著電動汽車的快速發展，未來動力電池的退役量會越來越多，就會面臨退役的動力電池何去何從的問題。動力電池回收主要有回收利用和梯次利用。

回收利用，多是指元素回收，主要將動力電池中含有的錳、鋰，以及鈷、鎳等重金屬資源提取出來；梯次利用，即拆解退役電池模組或電芯，形成小型電池用于低速電動車、電動工具、太陽能路燈，或將多個完整的電池包合并，用于光伏、風能儲能裝置等領域。

對于退役電池梯次利用，國家極其鼓勵和支持，2020年10月工信部發布了《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法（征求意見稿）》，梯次利用管理成為政策重點方向，部分試點地方鼓勵、支持梯次利用與商業模式的探索。

而將退役電池用于儲能站，不僅可以解決退役動力電池何去何從的問題，還能為儲能站發展節約成本，既環保又有極高的經濟效益。根據國家提出的目標，2025年新型儲能裝機規模達到3000萬千瓦，可以解決很大一部分退役動力電池。

不過退役動力電池在梯次利用中存在安全隱患，中國電科院研究發現，對于退役動力電池，由于其內部枝晶生長、電解液消耗、晶體結構變化、界面阻抗增加等原因，其發生安全事故的風險變大；電池在電動汽車階段的使用環境、工況不同，電池的容量保持率也不一致，這就造成退役動力電池安全事故的誘發因素，和薄弱環節與新電池存在差異，使退役動力電池的安全性評估變得更加復雜。

目前針對退役動力電池安全性評估，尚無成熟標準化方法，現有的方法雖然可以剔除一些具有明顯安全問題的電池，比如鼓脹電池，但不能有效識別電池內部的安全隱患，同時抽樣檢測的比例也不好確定，比例過小不能準確反映整批次電池的安全狀態，而比例過大使退役動力電池安全性評估的成本大幅度增加。

另外退役電池在梯次利用過程中，因其內部狀態繼續劣化，其安全隱患也在持續增加，因此，對于退役動力電池的安全性評估，不能只關注電池當前的安全狀態，還應兼顧在梯次利用過程中電池安全狀態的變化。

也因為對退役電池安全性的評估復雜，以及目前還沒有形成成熟的標準化方法，在今年4月北京儲能站爆炸事件之后，6月國家發布了《新型儲能項目管理規范（暫行）（征求意見稿）》，該意見稿特別提出，“在電池一致性管理技術取得關鍵突破、動力電池性能監測與評價體系健全前，原則上不得新建大型動力電池梯次利用儲能項目?！?/p>

總結

整體而言，磷酸鐵鋰電池內短路是造成這起爆炸的主要原因，而短路的原因可能是新電池在設計和制造中出了問題，也可能是退役電池的梯次利用帶來的安全隱患，而后者的不安全性更高，那么未來退役電池的梯次利用還要不要繼續推進，據了解現在不少動力電池企業都在推進這類項目，包括比亞迪、寧德時代、以及國軒高科等。

很多退役的動力電池還具有較高的剩余容量，梯次利用可以讓電池的性能得到充分的發揮，而且還非常環保，具有潛在的經濟價值和良好的社會價值，因此退役電池梯次利用需要繼續推進，只不過當前的當務之急是，投入更多研究完善退役電池的評估，將退役電池梯次利用的風險降到最低。

而且這次北京儲能站爆炸，還與有關單位的工作不善有關，事故調查報告指出，該事發區曾多次發生電池組漏夜、發熱冒煙等問題，有關單位沒有進行全面排查安全隱患，而繼續進行運行，最終導致大幅起火爆炸，致使多名工作人員和消防員傷亡，這部分問題也需要重點追究。

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編輯：金巧