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国轩高科科技大会“院士之声”系列特刊——孙金华

2022-08-04 02:39:26


孙金华及其团队针对如何实现电池本体安全,从电池正负极材料、电解液、隔膜、SEI膜等方面着手,对电池材料及材料之间的反应进行系统研究,把对研究进行了一些数学处理方法,并从10个反应中看到引起电池热失控的主导因素,从这些主导因素入手去研究电池安




5月28日,在国轩高科第十一届科技大会上,欧盟科学院院士、中国科学技术大学教授孙金华应邀现场出席并以 《保障电化学储能安全助力双碳目标实现》 为题,做了主旨演讲,分析电化学储能安全问题。



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孙金华院士指出,中国目前的储能现状是,截至2020年底,中国的储能大概接近90%,还是抽水蓄能, 电化学储能占到不到10%, 但是就在这个不到10%的这个电化学储能当中,锂离子电池的储能又占到90%。那么现在的锂离子电池的这个储能的总装机容量已经达到快3GWh了。未来的发展的话, 锂离子电池是一个重要方向。


就如何来切实解决电化学储能电站的痛点问题,保障行业健康发展,孙金华院士围绕 电池开发、电池应用和火灾处置 三方面进行了阐释。


本体安全

开发高安全电池,降低发生热失控的概率,这是第一道防线。 在电池本质安全技术方面,研发兼备化学性能和高安全性的难燃和不燃 电解液,以及安全性较高的正极材料等。 孙金华及其团队针对如何实现电池本体安全,从电池正负极材料、电解液、隔膜、SEI膜等方面着手,对电池材料及材料之间的反应进行系统研究, 对研究进行了一些数学处理方法,并从10个反应中看到引起电池热失控的主导因素,从这些主导因素入手去研究电池安全。


过程安全

在电池过程安全方面,研发适用于电池使用全过程的故障诊断技术,以及基于多参数融合的热失控多级预警技术。 需要从电池热失控孕育机制、热失控过程的内在规律和表观参数特热失控预测模型等入手, 研发基于多参数融合的多级预警技术,实现锂电池热失控故障隐患的极早期发现,以便进行早期处置和隐患排除,将火灾事故消灭在萌芽状态。


消防安全

万一火灾事故发生了,我们要第一时间就尽快的把它扑灭,并且要防止它复燃。 锂离子电池着火,和建筑可燃物等一般材料的着火不一样,它是在电池内部先开始发生化学反应,电池内部温度升高,然后产生大量的气体,气体的压力超过电池泄压阀时它就喷出。这些气体主要是碳酸酯类的电解液,还有隔膜分解一些气体,它遇到空气中的氧气。再加上高温,就会着火,更可怕的是有些锂离子电池的正极材料分解会释放出氧气,所以不仅要迅速扑灭电池火灾,控制火蔓延,同时要对电池进行快速降温,降低直至终止电池内部的化学反应,防止电池复燃,从而降低事故的后果。


人物简介:


孙金华,男,1962年6月生,江苏省金坛市人,中国科学技术大学教授、博士生导师,现任火灾科学国家重点实验室副主任、工业火灾研究室主任,国家973计划项目首席科学家,中国科学院特聘研究员核心骨干,能源火灾安全研究所所长。主要从事锂离子电池、氢能、天然气等能源开发利用中的火灾安全;建筑及工业火灾动力学及防控技术方法;危险化学品火灾爆炸事故致灾机理及预测预警和火灾风险评估、火灾风险与保险方面的研究。先后主持了中科院“百人计划”项目、973项目子课题、国家自然科学基金面上项目等国家和省部级重要科研课题10余项。