锂电池储能 三方向提升安全性

储盈科技技术长谢芳吉博士在沙仑研究中心实验室，进行可多套并联的锂铁电池储能系统柜搭配台达PCS测试。图／业者提供

锂电池储能系统在国内外不断发生电池起火事件，导致客户心中始终有疑虑，就是锂电池会不会爆炸起火。储盈科技技术长谢芳吉博士指出，针对储能系统安全的控制，借由标准的制定与执行，透过相关的国际／国家认证的测试与监督，是可以达到稳定控制的目的。

谢芳吉强调，但是对于锂离子电池本身内部的问题，就必须在材料、制造及使用过程中的诸多安全隐患，寻求针对易产生安全问题的部分进行研发与改善，这是锂离子电池制造商需要解决的问题，以下提供几个方向作为参考：

一、提高电解液的安全性：电解液与正、负电极之间均存在很高的反应活性，尤其在高温下，为了提高电池的安全性，提高电解液的安全性是比较有效的方法之一。通过加入功能添加剂、使用新型锂盐以及使用新型溶剂可以有效解决电解液的安全隐患。根据添加剂功能的不同，主要可以分为以下几种：安全保护添加剂、成膜添加剂、保护正极添加剂、稳定锂盐添加剂、促锂沉淀添加剂、集流体防腐添加剂、增强浸润性添加剂等。例如国内工研院所研发的STOBA技术等。

二、提高电极材料的安全性：磷酸铁锂以及三元复合材料是主要使用的正极材料，通常前者成本相对低廉、安全，后者属高能量密度，不论在电动汽车产业与储能系统中已普及应用。对于正极材料，提高其安全性的常见方法为包覆修饰，如用金属氧化物对正极材料进行表面包覆，可以阻止正极材料与电解液之间的直接接触，抑制正极物质发生相变，提高其结构稳定性，降低晶格中阳离子的无序性，以降低副反应产热。

对于负极材料，由于其表面的往往是锂离子电池中最容易发生热化学分解并放热的部分，因此提高SEI膜的热稳定性是提高负极材料安全性的关键方法。通过微弱氧化、金属和金属氧化物沉积、聚合物或者碳包覆，可以提高负极材料热稳定性。

三、改善电池的安全保护设计：除了提高电池材料的安全性，商品化的锂离子电池中，采用的许多安全保护措施，如设置电池安全阀、热溶保险丝、串联具有正温度系数的部件、采用热封闭隔膜、加载专用保护电路、专用电池管理系统等，也是增强安全性的手段。

随着锂离子电池安全性问题越来越受到人们的关注，许多企业积极针对锂离子电池中的安全隐患进行研发与改善，提出有效的电池安全解决方案，也希望透过整个锂电池储能系统中的相关业者一起的努力，让储能系统的发展更为稳定与可靠，能为台湾的新能源贡献一份力量。