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鋰電池火災健康風險全解析:以2025年加州儲能廠火災為例

鋰電池火災因不斷攀升的高溫,讓消防人員束手無策,但隨著再生能源快速普及,大型鋰電池儲能系統的建置需求仍與日俱增。然而,加州鋰電池儲能廠鋰電池火災事故再次揭示了儲能系統潛在的安全風險。本文將深入探討鋰電池火災的健康危害、熱失控成因,以及有效的預防與熱管理解決方案。

鋰電池火災會引發的健康風險如下

  • 有毒氣體釋放:熱失控過程中,鋰電池可能釋放氫氟酸(HF)等多種有毒氣體。依據勞動部職業安全衛生署的資料,氫氟酸具有強烈腐蝕性,吸入後可造成組織嚴重損傷,並引發低血鈣症與低血鎂症,進而導致心律不整,嚴重時甚至危及生命。
  • 火災和爆炸風險:熱失控導致的鋰電池火災,溫度高達1000°C以上,溫度急劇上升可能引發電池起火,甚至導致爆炸,鄰近建築物也會受到影響,加州鋰電池火災,蒙特瑞郡地方政府因此事先撤離了1200~1500人。
  • 鄰近電池的連鎖反應:在大型儲能設施或電動車電池組中,一個電池的熱失控可能引發鄰近電池的連鎖反應,造成更大範圍的災害。
  • 環境汙染:火災產生的有毒煙霧可能對周邊環境造成長期影響。

鋰電池燃燒時會釋放多種有毒氣體

鋰電池火災的主因:熱失控機制解說

鋰電池的安全操作溫度範圍為 0°C 至 60°C。當電池溫度上升至 150°C 至 180°C 時,內部電解液與電極材料將觸發放熱反應,產生額外熱能,形成自我加速的正反饋循環——溫度愈高,放熱反應愈劇烈,最終溫度可突破 1,000°C,即所謂的「熱失控(Thermal Runaway)」。

常見熱失控誘因包括
  • 機械性撞擊或穿刺損傷
  • 製造缺陷(如內部短路)
  • 過充電或過度放電
  • 長時間處於高溫環境

由於熱失控溫度極高,火焰無需依賴外部氧氣即可直接燃燒電池內部的金屬組件,導致傳統滅火方式難以奏效。加州儲能廠火災最終採取的因應策略,是移除周邊易燃物、靜待電池燃燒殆盡。

如何預防鋰電池火災?從熱管理著手

現代大型儲能設備普遍採用鋰電池模組,除了基礎的溫度監控系統定期零組件檢查防撞擊設計外,完善的熱管理方案是防止熱失控的關鍵核心。

大型電池模組可採用沉浸式液冷系統,將整個模組浸泡於導熱性極佳的電解液中,相較於傳統氣冷式散熱,其散熱效率顯著提升。可於此篇文章了解更多。

被動熱防護解決方案:AS17-s 斷熱片

除主動熱管理外,被動隔熱防護同樣不可或缺。擁有 30 年散熱材料研發經驗的旭立科技,針對鋰電池熱失控問題,開發出高效能的 AS17-s 斷熱片

AS17-s 核心技術規格

AS17-s 的實際防護機制

將 AS17-s 斷熱片置於電池模組之間,即便單一電池發生熱失控,斷熱片可有效阻隔熱能向鄰近電池傳遞,防止連鎖反應擴散,大幅降低整體火災風險與潛在損失。

鋰電池火災因不斷攀升的高溫,讓消防人員束手無策,但隨著再生能源快速普及,大型鋰電池儲能系統的建置需求仍與日俱增。然而,加州鋰電池儲能廠鋰電池火災事故再次揭示了儲能系統潛在的安全風險。本文將深入探討鋰電池火災的健康危害、熱失控成因,以及有效的預防與熱管理解決方案。

面對這些潛在風險,採取有效的預防措施至關重要。旭立科技推出的AS27-s斷熱片產品正是為解決這一問題而設計的。

AS27-s斷熱片具有以下優勢:

高效隔熱:能有效阻隔熱量傳遞,降低電池組內部溫度升高的風險。

阻燃性能:具有優異的阻燃特性,可以有效抑制火勢蔓延。

耐高溫:即使在極端溫度下仍能保持穩定性能,為電池提供持續保護。

輕薄設計:不會顯著增加電池組的重量和體積,適用於各種應用場景。

客製化方案:可根據不同電池系統的需求進行定制,確保最佳防護效果。

通過在電池組中使用AS27-s斷熱片,可以顯著降低熱失控的發生概率,即使在極端情況下也能有效控制火勢蔓延,大幅減少潛在損失。

電動車中的電池模組大多採用鋰電池,使用隔熱片AS-27-s可有效預防熱失控
儲能設備中的鋰電池模組也是容易發生熱失控的設備之一。

結論

加州鋰電池儲能廠火災事故清楚說明,潔淨能源的推廣與儲能系統的安全保障必須並重。隨著電動車與大規模儲能設施持續普及,建立完整的熱管理體系——結合主動冷卻技術與 AS17-s 斷熱片等被動防護方案——將是確保電池系統安全性、推動綠色能源永續發展的關鍵策略。

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