锂电池安全 有量提新解方

最近全球各地储能系统火烧事件频传，10月挪威电动船也发生起火事件，锂电池安全问题从电动车、储能系统再到电动船舶一再地发生，如何提高锂电池在电动车、电动船舶、储能系统等大型应用的使用安全性，以保护乘客与使用者的生命安全与财产损失，成为全球锂电池业界重视与关心的公共议题。

有量科技指出，现在主流的三元及锂铁电池，或是未来的矽碳负极，由于充电后负极电位会接近锂金属电位，将有锂离子析出，产生锂晶枝而影响电池安全的问题；通常在低C rate慢慢充放电时比较没有锂晶枝的问题，但瞬间大电流充放电时，例如电动车瞬间加速大电流放电或瞬间减速电池回充，以及太阳能、风力发电瞬间大幅波动的电流进入储能系统中，这些都是产生锂晶枝影响锂电池安全性的因素。

电动车龙头品牌Tesla的解决方案是试着加装超电容，让超电容去承担瞬间大电流充放电时带给锂电池系统的安全性风险。有量科技也提出相应的解决方案，利用不同锂电池混搭方式，搭配一个对瞬间大电流充放电能够适应的LTO电池，以避免三元或锂铁电池承受过多电流的波动，造成锂晶枝析出的安全问题。

有量科技总经理程敬义表示，电池混搭的储能系统构想以前就有，最近再提出来主要是看到韩国储能系统火灾事件频繁，中国大陆的情况也很严重，让混搭的储能系统构想更具体。

程敬义分析指出，韩国储能系统火灾事件超过28起，其中一个原因就是太阳能发电板因阳光受到云层的遮挡与云走后造成的瞬间电流大幅波动冲击储能系统，这些影响不在当初储能电池系统设计考量范围，韩国锂电池系统多用NMC三元正极材料，这种材料对锂晶枝析出抵抗力是最差的。

程敬义建议，未来搭配太阳能及风能发电的储能系统应可混搭的电池，在整个储能系统设计中，主要电池采用三元或锂铁电池，少部分可用LTO锂钛氧电池，以LTO锂钛氧材料对锂晶枝析出拥有最强的抵抗力优势，降低太阳能及风能发电常出现瞬间大电流波动对电池安全性的冲击。

程敬义认为，储能系统若是用在削峰填谷，只用三元或锂铁电池就足够了，因为充放电很稳定，晚上慢慢充电，白天慢慢放电；若配合太阳能及风能发电，储能系统就必须搭配一部份LTO电池做为缓冲，使用比例数量可根据瞬间电流波动的试算去设计，例如1MWh的储能柜，可使用1/10的LTO电池，1MWh储能柜通常会有6-7个支路并在一起，其中一个支路是LTO，若是稳定的电流，ESM管理系统可让某几个支路或全部支路充电，若突然有快速波动的电流出现，就优先让LTO支路充电。LTO电池虽然价格较高，好处是很耐操、寿命长，也许10年后储能系统中的三元或锂铁电池已汰换更新，但LTO电池仍能持续在工作。