中国民航袁帅：民航储能电池安全研究与实践

CIES大会以“绿色、数智、融合、创新”为主题，针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨，分享可持续发展政策机制、资本市场、国际市场、成本疏导、智能化系统集成技术、供应链体系、商业模式、技术标准、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和规模化工程应用。

在3月24日下午进行的储能专用电池及ESG绿色低碳发展专场中，中国民航危险品运输管理中心助理研究员袁帅做了题为《民航储能电池安全研究与实践》的主题报告演讲。

以下内容根据大会发言整理提炼，仅供参考。

中国民航危险品运输管理中心助理研究员袁帅

各位嘉宾，大家下午好！我是中国民航危险品运输管理中心的袁帅，非常荣幸能分享民航领域储能电池安全的研究与实践。

主要通过三方面向大家汇报，在国家政策方面，前面的专家已经分享过了，不再赘述。

重点说一下民航政策方面的要求，从2021年，国家发布了2030年前碳达峰的行动方案，要求提升机场的电子化、智能化水平，来发展新能源航空器，目前全国机场内电动车占比已经达到24%，北京的大兴机场、天府机场等新建的机场，电动车占比已经达到80%以上，预计到2030年，民用运输机场内的机动车或者装备，全面实现电子化。

第二部分，介绍民航储能电池安全研究的进展。

民航领域储能电池的应用场景，第一个场景，飞机地面保障。比如储能式电源车为飞机APU提供替代，减少对APU的使用。第二个场景，机场能源供应。比如说用作航站楼的应急备用电源。第三个场景，多能源互补的储能系统，主要用在屋顶、停车场的光伏发电板，实现光储充一体化的场景。

下面，介绍锂电池的安全，因为锂电池具有燃烧爆炸、释放有毒气体等潜在危险，根据GB6944，属于危险物品。

我们中心统计了从2017-2024年关于涉及锂电池引发的电化学储能电站的爆炸事故，大概100余起，其中90起是有效的案例，对这90起案例进行了统计分析，其中韩国34起，美国发生了25起，中国有13起，澳洲5起。根据电池的类型，发现三元锂电池引发的事故是磷酸铁锂的2倍以上，运行状态绝大多数发生在电池的运行期间，从原因分析，发现人为因素占到了42.2%。我们也对电化学储能电站的15种风险因素进行了定性定量的评估，发现冷却系统故障、电池过充、消防设施不足、BMS/PCS/EMS异常、环境高温这五种风险因素是高风险因素。

基于危险性运输分类系统，根据联合国危险货物运输专家委员，将锂电池从测试的完整性、热蔓延、火焰、高温、毒性、气体爆炸危害进行了划分

目前，锂电池热失控蔓延的机制已经相对成熟了，锂电池单个电芯发生热失控之后，会通过热对流、热辐射、热传导的方式将热量传递给相邻的电池，引发热蔓延，类似于多米诺效应。因为锂电池热失控过程中会产生一些可燃气体，同时也会有可燃性的电解液蒸汽，这些气体在有限空间或受限空间内，如果浓度达到了爆炸极限，遇到电火源，极容易发生燃爆。目前对热失控传播的抑制措施也是多方面的，可以通过增加电池间的间距、电池间加上隔热板，也可以通过优化电池的设计，消防灭火也是必不可少的环节。

下面，介绍的是我们中心研发的锂电池的包装箱，它既有隔热、阻燃的功能。我们开展了大尺度的锂电池燃烧试验，通过监测包装箱外部的温度、箱体内部的压力、HF浓度以及气压随时间的变化，通过几个参数的验证，发现了我们包装箱的可靠性。同时，我们在防控策略方面，尤其是荷电状态SOC，当SOC低于30%以下的时候，锂电池热失控就不会产生熄火，因此在锂电池航空运输时要求荷电状态不能高于30%。同时，对环境的温度，我们也开展了低温的研究，发现低温条件下锂电池热失控的火灾和爆炸以及有害气体，都被大大减弱，因此在高温预警的时候可以通过冷却技术控制热失控的灾害。

这是向大家展示的我们中心做的三种锂电池包装箱，左边大型的阻燃保障箱已经向大家介绍了，中间这款是用于旅客比如说电脑、充电宝发生起火的时候，机组可以用航空安全防护箱用于应急的处置，右边是柔性阻燃防火袋。我们同时对包装做了一些评估的模型，比如在模型里输入包装的一些材料性能，以及锂电池的性能，可以得到这款包装是否适用，如果得到的结果没有通过，包装大概率通过不了，如果是检测合格，但要通过实验进一步验证。

下面向大家介绍这一款国外的防火罩，我们开展了相关的整体燃烧测试。实验的过程是诱发10节三元材料满电状态的锂电池，130Ah，发现防火罩已经烧穿，而且由于这款防火罩的隔热效果一般，发现里面的温度和外面的温度均达到620摄氏度。

在主动灭火方面，我们开发了两种材料，一个是灭火凝胶，一种是阻燃颗粒。灭火凝胶，通过试验，我们验证了它可以持续冷却，有效防止复燃。在阻燃颗粒方面，发现通过实验验证可以快速淹没电池，隔绝外部的氧气，同时可以快速熄灭火焰，进而保护周边的可燃物。由于锂电池热失控过程中会产生氟化氢和一氧化碳有毒有害气体，我们也开发了相应的吸附材料，并开发了相应的测试方法。

第三部分，民航新能源防火实践。

在机场的内部，新能源汽车或设备管理方面，建立了车辆准入管理的政策，对机场的充电设施存放管理、安全运行、应急处置提出了具体的要求，同时也要监测飞行区域新能源车的动力电池，进行动态的安全监测，并且分级预警。通过对预警处置，现在目前也是三级预警。对于光伏储能方面，目前也开展风险评估，但目前针对锂电池的安全以及相应的标准措施，相对比较少。

由于航站楼内部存放了大量的智能服务，像带电设备，以及机场的摆渡车大部分采用电路新能源汽车，一旦发生事故，对民航的运行造成重大的影响，因此也开展了对航站楼智能设备的安全评估和机场新能源汽车的安全评估。另外，对于运输危险货物，锂电池属于第九类危险品，我们也在机场货舱建立了危险品存放场所的安全管理系统，目前在大型机场处于正常运行的状态。

这是航空院2018年建立的一种全尺寸波音737-800真火模拟系统，在武汉天河机场已经应用。

下面介绍民航在应急响应方面的研究，它分为两面，既有地面也有空中的应急。在地面应急响应程序分析，撤离并确定安全区域，迅速报告，启动应急程序，识别产品。如果是空中发生锂电池相关的事故，首先要确定起火源，启动应急处置程序，与地面进行联络，做好自身防护，然后是着陆，落地后进行处置。

总结：第一，由于民航储能电池的标准和政策尚不完善，在安全标准认证体系建设方面，仍需要加强民航储能电池标准规范的制定和完善工作。第二，在安全运行管理与监测方面，需要建立完善的民航储能电池安全运行管理体系，加强安全管理制度的建设。

以上是我的汇报，谢谢！