“电芯的研发也是‘不可能三角’，即不可能同时存在高能量密度、高循环次数和高安全性。”李炎明坦言，其中能量密度是几乎所有电池设计时必须考虑的首要问题。当设计的能量密度提高时，电芯不得不选择更薄的隔膜，材料也需要使用在极限压实和面密度下。一方面，如此极限的设计会让电芯的吸液更加困难，从而影响循环性能；另一方面，更薄的隔膜铝塑膜、更高能量密度的材料也意味着安全性能更差。能量密度与电芯性能是任何一种设计都无法避免的问题。“当能量密度有较大优势时，电芯的循环安全性能就有可能存在一定隐患。而当循环安全性能做到百分之百无误时，能量密度又较低，产品缺乏很强的竞争力，所以企业基本会找一个平衡点。”

“电芯厂家对外普遍宣传的经济循环寿命是6000、8000、12000次，而这是在特定的实验环境和数据模型推导出的结果。当电芯经过PACK做成电池包应用在储能系统上，经济循环寿命达不到上述次数。”湖南时代联合新能源有限公司生产计划和物料管控经理王旭君告诉《中国能源报》记者，280AH在2020年推向市场后，2021年能量产的不超过三家电芯厂，2022年成为储能电站应用的主流，第一批280AH电芯装机后在2025年前后将出现售后事件剧增的情况，一切都有待时间验证。

安全由多环节决定

大容量电芯的应用是把双刃剑，成本降低、加速市场发展的同时也带来了对应的技术问题和需要解决的安全隐患。业内人士普遍认为，储能大电芯系统级安全由包括电芯安全设计、热蔓延隔离设计、系统预警机制设计、消防系统设计在内的多个环节决定。

“单纯从电芯角度来看，随着自动化设备水平提升，电芯厂家的生产控制能力也进一步升级。同时，伴随自动化检测设备和方法改进，对电芯出厂前的安全筛查也有了突破性的方法。”宋柏介绍，当然在材料领域也会有对应变化，如耐热性稳定性更优秀的隔膜体系应用、辅助添加剂在电芯内的应用等，都会持续提升电池的安全和稳定性。“但从电化学角度看，锂离子电池仍无法保证绝对安全，潜在风险需从系统设计、安全预警、消防手段等其他管理策略角度去辅助故障发生后的有效安全措施，因此未来的安全设计是一个系统化的方案。”

在部分业内人士看来，大电芯安全程度的关键取决于集成商，因为锂电储能大电芯失控后基本不具有自燃可能性。失控早期散发的是氢气和一氧化碳，这两者均是可燃气体，所以储能安全在于储能集成商能否做到簇级别集装箱控制明火。

“锂电池热失控电芯之间的传递时间相对长，这给储能灭火降温提供了很好的条件，但集成商不用细水雾为组合电池降温，这个有利条件就起不了作用。然而，只做模组级或者组合电池阻燃电池检测是不够的，一定是拿到单元组建安装级别的UL防火等级监测中心认证才可以。”王旭君举例，“消防部门曾以储能柜做过实验，电池插箱一旦起火，集装箱柜门会在起火3秒内蹦开，所以插箱设计防爆阀的选择很重要。现在常用的弹簧式泄压阀不能排热量，亟需改进。此外，集装箱的柜门或者箱体设计，要设有一个口径大的泄压板，不能为了追求集成化和防护等级做成全密封。”