锂电池储能安全

随着储能系统规模的扩大和应用场景的多样化，锂电池储能技术的安全问题日益引起人们的关注。本书从锂电池储能安全技术的前沿基础研究、发展现状和应用等方面进行了梳理和分析，内容主要包括锂电池储能技术在不同储能场景中的应用特点、电池热失控和火灾防控、电池安全风险评估与管理方法及未来储能安全技术展望等方面。内容充实丰富，数据翔实可靠，既包含实验结果，又包含理论分析，数据与理论相结合，具有较高的学术价值。
本书既可作为高等院校应急技术与管理、安全工程及相关工程类专业的教材，也可作为相关领域安全技术及管理人员的参考资料。

王志荣，能源安全领域专家，国家重点研发计划项目首席科学家，英国皇家化学会Fellow（FRSC）、英国工程技术学会Fellow（FIET）和国际科学组织Vebleo协会会士。现任南京工业大学应急管理学院院长，兼任江苏省省级应急管理学院院长、石油和化工行业新能源储能电池安全与应急技术重点实验室主任、国家应急管理部安全技术专家、中国能源学会专家委员会副主任委员、国际期刊Energy Safety Science and Technology创刊主编。主要从事能源工程火灾爆炸灾害防控关键技术研究工作，主持国家级项目9项，发表SCI论文300余篇，高被引/热点/封面论文42篇，出版学术著作11部。授权国际国家发明专利60件。获国家科技进步二等奖1项。入选国家重大人才工程领军人才，入选全球前2％顶尖科学家榜单，获中国青年科技奖、国际先进材料协会IAAM Scientist Medal等荣誉。

随着储能设施规模的扩大和应用场景的复杂化，储能安全问题愈发显著。近年来，一些锂电池储能系统的事故频发，给人们的生命财产安全带来了严重威胁，本书旨在全面介绍锂电池储能技术的原理、应用及安全管理，深入探讨锂电池储能技术的新进展，剖析储能系统安全隐患，并提供有效的安全管理方案，为读者提供一站式的权威参考资料。 ★储能技术分类与优缺点分析 ★锂电池储能安全原理、工艺、装备、系统 ★锂电池热失控原因：锂电池缺陷、故障 ★锂电池热失控防控技术：锂电池热失控早期预警、热失控精准定位、热失控传播及抑制 ★锂电池火灾防控技术：火灾演化及致灾机理、锂电池灭火剂、灭火系统 ★锂电池储能安全风险评估与管理：电池安全风险识别与评估、安全风险防控、安全事故应急预案、处置与管理 ★锂电池储能安全技术应用：新能源汽车领域应用、储能电站领域应用

随着全球能源结构的转型与可持续发展目标的推动，储能技术，尤其是锂电池储能技术，已成为能源领域的关键技术之一。锂电池凭借其高能量密度、长使用寿命以及较为良好的环境适应性，被广泛应用于电动汽车、家庭储能、可再生能源存储等多种场景。然而，锂电池储能系统的安全性问题日益突出，尤其是在大规模应用和高功率输出条件下，锂电池及其储能系统的安全隐患，如热失控、火灾等，严重威胁着人身安全、财产安全以及环境安全。因此，如何确保锂电池储能系统的安全运行，已成为全球范围内亟待解决的重大课题。
本书旨在系统地探讨锂电池储能系统的安全问题，结合当前的技术进展和实际应用，全面分析锂电池储能系统的安全性，从储能分类、锂电池热失控的原因到热失控防控技术、火灾防控技术，再到风险评估与管理，以及未来技术应用和展望，为锂电池储能安全管理提供理论支持与实践指导。本书的研究内容涉及锂电池储能安全领域的核心技术，能够为企业、科研机构、政府监管部门提供重要的技术参考和决策支持。锂电池储能作为未来能源系统的重要组成部分，其安全问题不容忽视。本书的出版，期望能够为锂电池储能技术的健康发展提供坚实的理论基础和技术保障，推动储能行业的可持续发展。
本书在编写过程中得到了南京工业大学、中国科学技术大学、东南大学、国家电网等高校和单位有关专家的大力支持，在此表示衷心感谢！同时也参阅了大量的相关文献资料，在此谨对原作者表达最诚挚的谢意！南京工业大学杨宇龙、承语洁、靳晓明、刘家磊、鄂春等在成书过程中做了大量的图文工作，在此表示感谢！本书是在国家重点研发计划（2023YFC30099000）、国家自然科学基金（52474233，52306090，52272396）、江苏省自然科学基金（BK20240543）、江苏省高等学校基础科学研究面上项目（23KJB470017）、中国博士后基金（2023M731642）等资助下完成的。本书也是南京工业大学应急治理与政策研究院年度课题阶段性成果，本著作作者王志荣教授、韩超灵副教授和刘家龙副教授均为南京工业大学应急治理与政策研究院研究员。由于水平有限、时间仓促，书中存在疏漏和不当之处在所难免，恳请读者批评指正。

著者
2026年1月

第1章 绪论 001 
1.1 储能技术 001
1.1.1 能源存储需求与能源转型 001
1.1.2 储能技术分类与优缺点 001
1.1.3 储能重要性 007
1.2 锂电池储能 007
1.2.1 锂电池储能原理 008
1.2.2 锂电池储能工艺 008
1.2.3 锂电池储能装备 008
1.2.4 锂电池储能系统 009
1.3 锂电池储能安全 010
1.3.1 锂电池储能安全原理 011
1.3.2 锂电池储能安全工艺 011
1.3.3 锂电池储能安全装备 011
1.3.4 锂电池储能安全系统 013
1.4 锂电池储能优势与面临的挑战 015
参考文献 016

第2章 锂电池热失控原因 019 
2.1 锂电池热失控 019
2.1.1 锂电池材料热稳定性 019
2.1.2 锂电池热稳定性 027
2.1.3 锂电池热失控原理 040
2.2 锂电池缺陷 042
2.2.1 锂电池制造缺陷 042
2.2.2 锂电池运行缺陷 047
2.3 锂电池故障 066
2.3.1 过充故障 066
2.3.2 过放故障 071
2.3.3 短路故障 072
2.3.4 挤压和针刺故障 088
2.3.5 过热故障 090
参考文献 097

第3章 锂电池热失控防控技术 100 
3.1 锂电池热失控早期预警 100
3.1.1 锂电池缺陷检测 100
3.1.2 锂电池故障诊断 101
3.1.3 锂电池热失控预警 106
3.2 锂电池热失控精准定位 116
3.3 锂电池热失控传播及抑制 117
3.3.1 锂电池热失控传播 117
3.3.2 锂电池热失控抑制 129
参考文献 140

第4章 锂电池火灾防控技术 143 
4.1 锂电池火灾演化及致灾机理 143
4.1.1 锂电池火灾行为特征及致灾机理 143
4.1.2 锂电池复燃机理 149
4.1.3 锂电池燃爆灾变机理 150
4.2 锂电池灭火剂及灭火技术 166
4.2.1 灭火剂种类 167
4.2.2 典型灭火技术 176
4.3 锂电池灭火系统 199
4.3.1 火灾报警系统 199
4.3.2 灭火系统 200
参考文献 202

第5章 锂电池储能安全风险评估与管理 205 
5.1 锂电池储能安全风险识别与评估 205
5.1.1 火灾危险源辨识 205
5.1.2 火灾风险评估 206
5.2 锂电池安全风险防控 213
5.2.1 风冷热管理技术 213
5.2.2 液冷热管理技术 214
5.2.3 相变热管理技术 215
5.2.4 其他热管理技术 215
参考文献 215

第6章 锂电池储能安全技术应用 217 
6.1 新能源汽车领域应用 217
6.1.1 新能源汽车锂离子电池热失控防控技术 218
6.1.2 新能源汽车锂离子电池火灾防控技术 222
6.2 储能电站领域应用 223
6.2.1 储能电站锂电池热失控防控技术 224
6.2.2 储能电站锂电池火灾防控技术 226
参考文献 230

第7章 锂电池储能安全技术展望 231 
7.1 锂电池储能技术 231
7.2 锂电池储能安全技术 232
参考文献 234