作者：LaTanya Schwalb
制造商和 OEM 提升安全性、性能和可持续性的四大优秀实践
过去五年，电动汽车 (EV) 销量激增，同时全球电网的储能容量也在大幅扩展。电池是这两大趋势的核心，电动汽车和电池储能系统所使用的电池在关键特性上高度相似，并且由许多相同的制造商生产。展望 2030 年，电池的部署将持续加速。根据国际能源署 (IEA) 预测，为了实现关键气候目标，全球储能容量将需要扩大六倍1，达到 1,200 GW。
快速商业化的电池储能系统所面临的复杂性
随着电池技术的商业化和规模化应用，一系列挑战逐步显现，涵盖从电池化学成分到其应用方式的多个方面：
安全性
不当操作、制造缺陷以及电池系统的运行故障可能导致火灾和爆炸。这不仅对制造环境构成重大风险，也威胁到最终用户、应急救援人员及其他相关人员的安全。
环境影响
通过负责任的设计、采购、制造以及电池的回收与处置管理，可助力降低电池制造对环境的影响。
性能
由于电池设计、性能指标及电池在不同环境和应用中所面临的条件各异，电池系统、电池组和电池单元通常需要采用多种评估方法，以充分识别潜在问题。
符合不断发展的标准
电池系统要想获得市场认可，必须符合不断变化的电池安全标准和法规框架，以满足安全、环境和性能要求。这些框架常随着基础技术发展而演进，增加了制造商需要应对的复杂性。
所有这些因素都会产生现实影响。近年来，多起制造事故，如韩国一家工厂的电池火灾2，以及纽约市因电动自行车等成品所引发的火灾3，已造成数十人死亡，并导致更多人受伤。
电池创新者如何推动安全性和性能，以实现可持续发展
以下是制造商和 OEM 在扩展电池储能制造部署时，提高安全性、性能并支持可持续发展的关键考量因素。
安全测试
制造商可以主动与合格的第三方合作，对产品进行测试和认证，以将更安全的电池系统推向市场。关键测试参数包括：
- 热失控测试：在可能导致电池单元过热的条件下测试电池，评估其是否会蔓延至其他单元，或引发火灾或爆炸。
- 短路测试：测试电池对内部和外部短路的反应，以助力减少其他安全隐患。
- 过充/过放保护：测试电池管理过度充电或放电的能力，以评估其是否能够在这些条件下正常工作。
性能测试
为了有效评估性能测试的各种特性和条件，许多制造商会与合格的第三方合作，对以下性能参数进行测试：
- 循环寿命测试：测试电池在容量降至可用阈值以下之前可经历的充放电循环次数。
- 容量和能量密度测试：测试和测量电池可存储的总电量以及其单位重量或体积的能量密度。
- 功率密度测试：测试电池提供能量的速率。
严格的质量控制
主要电池制造商致力于不断优化其质量控制体系和流程，从在线测试到最终检验，力求充分确认产品质量。这在技术与性能及安全性相关法规、标准和认证不断进步的背景下显得尤为关键。
环境与可持续发展实践
制造商还可以通过优先分析制造和运营过程中的环境影响来获得竞争优势，包括进行生命周期评估、提高数据透明度，并开发可回收或可在其他应用中安全重复使用的产品。
随时应对不断变化的电池挑战与机遇
积极主动的应对策略有助于制造商和 OEM 在电池行业保持竞争优势，因为新的挑战将持续出现。例如，随着更大型的电池组和系统进入市场，制造商和 OEM 需要新的储能系统测试能力和专业测试设施，以充分测试产品在可能应用中的安全性和性能。
UL Solutions 助力制造商依据特定标准评估和测试产品，并参与工作组，以紧跟技术发展并对新标准和储能系统认证要求的制定提供意见。我们不断开发新的服务，例如我们在密歇根州奥本山新建的电池测试设施，可适应市场变化，协助制造商跟上行业发展步伐，并持续将安全且性能经过验证的产品推向市场。
资料来源
1 电池行业的迅速发展对于实现 COP28 设定的气候与能源安全目标至关重要 (Rapid expansion of batteries will be crucial to meet climate and energy security goals set at COP28)，IEA News，https://www.iea.org/news/rapid-expansion-of-batteries-will-be-crucial-to-meet-climate-and-energy-security-goals-set-at-cop28
2 韩国工厂火灾事故凸显电池行业对更严格监管的迫切需求 (Fatal South Korea Factory Fire Highlights Need for Better Battery Regulation)，NFPA，https://www.nfpa.org/news-blogs-and-articles/blogs/2024/06/24/south-korea-battery-factory-fire-highlights-need-for-better-battery-regulation
3 纽约市长亚当斯采取新措施防止锂离子电池火灾，推动安全电动自行车充电与使用 (Mayor Adams Takes New Actions to Prevent Deadly Lithium-Ion Battery Fires, Promote Safe E-Bike Charging and Usage)，NYC.Gov，https://www.nyc.gov/office-of-the-mayor/news/574-24/mayor-adams-takes-new-actions-prevent-deadly-lithium-ion-battery-fires-promote-safe-e-bike#/0
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