近日，鄭州大學電氣工程學院電網(wǎng)儲能研究團隊聯(lián)合斯坦福大學和國網(wǎng)江蘇省電力公司電力科學研究院在電池安全研究領域取得新進展。相關研究成果以題為“Detection of Micro-scale Li Dendrite via H2 Gas Capture for Early Safety Warning”的論文于7月10日在線發(fā)表于Cell Press旗下的能源旗艦期刊Joule（影響因子：27.054）。鄭州大學電氣工程學院金陽副教授為論文第一作者和共同通訊作者，斯坦福大學材料學院崔屹教授為論文共同通訊作者，鄭州大學為論文第一作者單位和通訊單位。

近年來，電化學儲能技術受到廣泛關注。其中鋰離子電池由于其高能量密度等特點，已成為便攜式設備、電動汽車和大規(guī)模儲能中最具競爭力的電化學儲能技術之一。然而，由于使用易燃有機溶劑作為電解液的主要成分，以及鋰離子電池固有的放熱特性，使其在過充或快充的情況下會產(chǎn)生鋰枝晶，從而發(fā)生熱失控等安全事故。因此，亟需尋求一種能夠快速有效檢測鋰枝晶的方法，實現(xiàn)對鋰離子電池熱失控的早期安全預警。基于以上問題，研究團隊提出了基于氫氣探測來對鋰離子電池過充早期（室溫條件下）微量鋰枝晶析出進行檢測的方法；在實際儲能應用中，探測到氫氣產(chǎn)生時立即切斷電源，可避免火災發(fā)生。團隊提出鋰離子電池過充早期產(chǎn)氫僅來源于金屬鋰-有機黏結劑反應的結論，利用這一方法可以探測微量鋰枝晶的析出。在實際儲能艙內(nèi)開展了磷酸鐵鋰電池單模組（8.8 kWh）過充實驗，結果表明氫氣相比于其它熱失控氣體能夠最早被探測到，且探測時間比模組出現(xiàn)濃煙早639 s，比模組起火早769 s；最后，研究團隊開展了電池簇（9模組，79.2 kWh）過充預警實驗，在探測到氫氣的同時切斷電源，沒有任何可見煙或明火產(chǎn)生，驗證了氫氣探測的安全預警效果。

該項目獲得國家自然科學基金和國家電網(wǎng)公司科技項目等基金支持，研究成果已經(jīng)實際應用于國網(wǎng)江蘇省電化學儲能電站（200MW規(guī)模），“應在儲能艙中安裝氫氣探測器”也已寫入中華人民共和國電力企業(yè)聯(lián)合會標準送審稿《預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術規(guī)范》。

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