在全球積極推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的大背景下，新能源儲(chǔ)能作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，正以前所未有的速度蓬勃發(fā)展。鋰離子電池憑借其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前儲(chǔ)能市場(chǎng)的主流選擇。然而，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的急劇擴(kuò)張，儲(chǔ)能安全問(wèn)題逐漸浮出水面，成為高懸在行業(yè)發(fā)展頭頂?shù)? “達(dá)摩克利斯之劍”，嚴(yán)重制約著行業(yè)的進(jìn)一步壯大。

近期，美國(guó)圣地亞哥天然氣和電力公司的電池存儲(chǔ)設(shè)施突發(fā)火災(zāi)，熊熊烈火不僅吞噬了大量設(shè)備資產(chǎn)，更引發(fā)了社會(huì)各界對(duì)儲(chǔ)能安全的高度關(guān)注與擔(dān)憂，將這一議題再次推至風(fēng)口浪尖。據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至 2023 年底，國(guó)內(nèi)已投運(yùn)的鋰離子電池儲(chǔ)能占比高達(dá) 97.4%，在全球范圍內(nèi)，鋰離子電池同樣主導(dǎo)著儲(chǔ)能市場(chǎng)。但需警惕的是，儲(chǔ)能電站內(nèi)電池?cái)?shù)量龐大，猶如密密麻麻的 “能量單元”，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，如熱失控、短路或電解液泄漏等，其引發(fā)的連鎖反應(yīng)將如多米諾骨牌般迅速蔓延，影響范圍遠(yuǎn)超電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，造成難以估量的損失。

深入剖析鋰電儲(chǔ)能的瓶頸，電芯級(jí)別的本質(zhì)安全問(wèn)題尤為突出，即要確保電芯不發(fā)生熱失控，杜絕燃燒爆炸等極端情況。從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，源網(wǎng)側(cè)由于有著嚴(yán)格的防火結(jié)構(gòu)要求，且通常遠(yuǎn)離建筑物與人群密集區(qū)，在面對(duì)火災(zāi)隱患時(shí)，相對(duì)擁有更多的時(shí)間和空間進(jìn)行應(yīng)對(duì)處置。但用戶側(cè)和工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)則處境艱難，這些系統(tǒng)多位于建筑物內(nèi)部或周邊，一旦起火，狹窄的空間、復(fù)雜的環(huán)境以及人員的密集分布，都極大地增加了救援難度，極易造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

在技術(shù)路線方面，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，磷酸鐵鋰電池技術(shù)在國(guó)內(nèi)鋰電儲(chǔ)能領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。與海外多采用安全性較低的三元鋰電池不同，磷酸鐵鋰電池憑借其出色的安全屬性和耐高溫性能，在一定程度上降低了儲(chǔ)能系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。但必須清醒認(rèn)識(shí)到，即便如此，它也并非絕對(duì)安全。大量?jī)?chǔ)能事故分析表明，鋰離子電池?zé)崾Э厥且l(fā)事故的主要導(dǎo)火索。當(dāng)儲(chǔ)能電池單體因質(zhì)量缺陷、機(jī)械損傷、受熱或外部短路等因素導(dǎo)致內(nèi)短路時(shí)，猶如點(diǎn)燃了一串鞭炮的引信，電池會(huì)迅速進(jìn)入熱失控狀態(tài)，引發(fā)起火。在熱量的持續(xù)作用下，周邊電池模組和電池簇也會(huì)相繼被點(diǎn)燃，甚至引發(fā)劇烈爆炸，釋放出巨大能量，摧毀周邊一切設(shè)施。

那么，該如何有效化解鋰電池儲(chǔ)能的安全危機(jī)呢?這就不得不提到熱失控氣體傳感器，它宛如儲(chǔ)能系統(tǒng)安全的 “忠誠(chéng)衛(wèi)士”，在關(guān)鍵時(shí)候發(fā)揮著不可替代的作用。電池?zé)崾Э厥且粋€(gè)復(fù)雜且危險(xiǎn)的過(guò)程，通常包括誘發(fā)、發(fā)生和蔓延三個(gè)階段。其誘因主要有過(guò)熱、過(guò)充、內(nèi)短路、碰撞等。在鋰離子電池?zé)崾Э卦缙?，電池溫度、放電電壓、放電電流等常?guī)特征識(shí)別參數(shù)變化極為緩慢，依靠傳統(tǒng)的電池管理系統(tǒng)(BMS)很難及時(shí)捕捉到電池故障的蛛絲馬跡。但此時(shí)，電池內(nèi)部復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)悄然啟動(dòng)，產(chǎn)生大量氣體物質(zhì)，這就為熱失控氣體傳感器發(fā)揮作用提供了 “舞臺(tái)”。利用氣體檢測(cè)傳感器實(shí)現(xiàn)鋰離子電池?zé)崾Э卦缙陬A(yù)警，成為目前最為有效的手段。

鋰離子電池在出現(xiàn)異常時(shí)，宛如一個(gè) “氣體制造工廠”，會(huì)產(chǎn)生多種氣體成分，包括氫氣(H?)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH?)、二氧化碳(CO?)以及烴類 VOC 氣體(如碳酸甲乙酯 EMC、碳酸二甲酯 DMC 等)。這些烴類 VOC 氣體大多是電解液中的有機(jī)溶劑或其熱分解產(chǎn)物。一旦鋰離子電池異常發(fā)熱，樹脂材質(zhì)部件和電解液就會(huì)如同受熱的冰塊，開始熱分解，隨著電池內(nèi)部溫度不斷攀升，各種氣體便會(huì)爭(zhēng)先恐后地逸散出來(lái)。

針對(duì)儲(chǔ)能電池?zé)崾Э貑?wèn)題，“早發(fā)現(xiàn)，早處置” 是不二法則。要對(duì)儲(chǔ)能艙內(nèi)鋰電池?zé)崾Э爻跫?jí)階段進(jìn)行超前探測(cè)預(yù)警，將火災(zāi)隱患扼殺在搖籃之中。以工采網(wǎng)代理的費(fèi)加羅氣體傳感器為例，其具有尺寸小、壽命長(zhǎng)、靈敏度高、可靠性高、價(jià)格低等諸多優(yōu)勢(shì)，在鋰離子電池的各種應(yīng)用場(chǎng)景中 “大顯身手”，不斷拓展著使用范圍。氫氣傳感器 TGS2616/CGM6812、一氧化碳傳感器 TGS5141/TGS5042、甲烷傳感器 TGS2611/TGS2619、HC 類傳感器 TGS2612/TGS2618、VOC 傳感器 TGS2620 以及二氧化碳傳感器 CDM7162 等多種類型的氣體傳感器協(xié)同工作，能夠如同精密的 “氣體偵察兵”，精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)能電池?zé)崾Э卦缙卺尫懦龅母黝悮怏w，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱失控的早期精準(zhǔn)預(yù)警。并且，這些熱失控安全監(jiān)測(cè)傳感器還極具靈活性，可廣泛運(yùn)用到使用鋰離子電池 LIB 的設(shè)備中，提前預(yù)知 LIB 的異常狀態(tài)，幫助工作人員及時(shí)采取措施，將損害降至最低。

除了技術(shù)層面的創(chuàng)新突破，儲(chǔ)能行業(yè)的健康發(fā)展離不開完善的標(biāo)準(zhǔn)體系保駕護(hù)航。目前，儲(chǔ)能行業(yè)尚處于大規(guī)模應(yīng)用的初期階段，如同蹣跚學(xué)步的孩童，面臨著諸多問(wèn)題。儲(chǔ)能電池性能指標(biāo)模糊不清，規(guī)劃設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單粗糙，儲(chǔ)能火災(zāi)消防研究和技術(shù)支撐嚴(yán)重不足等，這些問(wèn)題如同攔路虎，阻礙著行業(yè)前行的步伐。電化學(xué)儲(chǔ)能電站的性能及安全方面，還有許多關(guān)鍵難題亟待攻克。在此背景下，建立健全儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)認(rèn)證體系迫在眉睫。2023 年 2 月 22 日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)、國(guó)家能源局發(fā)布《新型儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》通知，計(jì)劃制定和修訂 205 項(xiàng)新型儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)，體系框架涵蓋基礎(chǔ)通用、規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備試驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)、檢測(cè)認(rèn)證、安全管理、系統(tǒng)建設(shè)、新興技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化等九個(gè)部分。這一舉措猶如一場(chǎng)及時(shí)雨，將有力推動(dòng)儲(chǔ)能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，大幅提升儲(chǔ)能電站的安全性和可靠性。

熱失控氣體傳感器在新能源儲(chǔ)能安全領(lǐng)域肩負(fù)著重大使命，通過(guò)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)鋰離子電池異常時(shí)產(chǎn)生的氣體成分，為儲(chǔ)能電池?zé)崾Э氐脑缙陬A(yù)警和超前探測(cè)預(yù)警提供堅(jiān)實(shí)保障，將火災(zāi)隱患消滅于無(wú)形。隨著國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相繼出臺(tái)和儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)完善，儲(chǔ)能電站的安全性和可靠性將進(jìn)一步提升，為新能源儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展注入強(qiáng)大動(dòng)力，助力其在能源轉(zhuǎn)型的征程中乘風(fēng)破浪，駛向更加光明的未來(lái)。