本书以锂离子电池储能系统安全防控技术为主线，主要介绍了锂离子电池储能系统的基本概况、锂离子电池储能系统安全政策及标准分析、锂离子电池储能系统火灾事故分析、锂离子电池储能系统安全预警技术、锂离子电池储能系统安全防护及评价技术、锂离子电池储能系统消防安全与火灾事故处置技术、锂离子电池储能系统故障诊断技术、锂离子电池储能系统安全防控技术应用案例，旨在为锂离子电池储能发展中面临的安全问题提出科学合理的解释和潜在的解决方案，保障储能电站的安全稳定运行，促进以锂离子电池为代表的新型储能产业的健康发展。
本书具有问题引导、原理科普、技术探索与实例介绍相结合的特点，可供从事储能系统集成设计、运行、管理的人员及相关科研人员参考，也可供高等学校储能科学与技术、安全工程等专业及相关专业师生参阅。

第1章绪论 1
1.1储能技术发展概况 1
1.1.1储能技术的分类 1
1.1.2储能技术的作用 11
1.1.3国内外储能技术的发展现状和趋势 12
1.2锂离子电池储能系统 13
1.2.1锂离子电池储能系统的组成 13
1.2.2锂离子电池储能系统的结构特点 17
1.3锂离子电池储能系统安全防控面临的挑战和任务 20
1.3.1锂离子电池储能系统预警技术 21
1.3.2锂离子电池储能系统防护技术 21
1.3.3锂离子电池储能系统消防技术 22
参考文献 23

第2章锂离子电池储能系统安全政策及标准分析 24
2.1锂离子电池储能安全政策分析 24
2.1.1国内储能安全标准化相关政策 24
2.1.2国内储能电站风险诊断及预警政策 25
2.1.3国内储能电站消防政策 25
2.2国际储能安全标准分析 26
2.3中国电力储能安全标准分析 28
2.3.1国内标准体系架构 28
2.3.2国内安全标准类别 30
2.3.3国内安全标准分析 31
2.4储能系统安全相关标准的建议 35
2.4.1储能电站施工与验收相关建议 35
2.4.2储能电站运行与维护相关建议 36
2.4.3储能电站检修相关建议 36
2.4.4储能核心设备相关建议 37
2.5小结 39
参考文献 39

第3章锂离子电池储能系统火灾事故分析 40
3.1锂离子电池储能电站火灾事故概况 40
3.1.1国外储能电站典型火灾事故 42
3.1.2国内储能电站典型火灾事故 56
3.2锂离子电池储能火灾事故原因分析 61
3.2.1储能电站热失控诱发原因 61
3.2.2锂离子电池热失控机理 64
3.2.3储能电池热失控火灾行为与危害性分析 67
参考文献 72

第4章锂离子电池储能系统安全预警技术 74
4.1锂离子电池温度预警技术 74
4.1.1锂离子电池外部温度预警方法 74
4.1.2锂离子电池内部温度探测及预警方法 76
4.2锂离子电池特征气体预警技术 78
4.2.1锂离子电池漏液产气特征分析 78
4.2.2锂离子电池热失控产气特征分析 79
4.2.3基于锂离子电池特征气体的预警方法 81
4.3锂离子电池内部析锂预警技术 83
4.3.1锂枝晶析出成因及生长机制 83
4.3.2锂枝晶原位监测方法 86
4.3.3基于锂枝晶在线检测的预警技术 89
4.4锂离子电池特征声音预警技术 91
4.4.1储能系统内电池安全阀破阀特征声音提取技术 92
4.4.2基于特征信号的故障电池定位技术 92
4.5锂离子电池新型预警技术 96
4.5.1基于电化学阻抗谱的预警技术 96
4.5.2基于光谱成像的预警技术 100
4.5.3基于压力监测的预警技术 106
参考文献 107

第5章锂离子电池储能系统安全防护及评价技术 109
5.1锂离子电池储能系统用阻燃隔热防护材料 109
5.1.1储能系统阻燃隔热需求及防护机理 109
5.1.2储能系统阻燃隔热材料体系 113
5.2锂离子电池储能系统阻燃隔热技术 123
5.2.1锂离子电池储能系统阻燃防护设计原则 123
5.2.2锂离子电池模块内阻燃隔热设计 125
5.2.3锂离子电池模块（簇）间阻燃隔热设计 127
5.2.4锂离子电池储能系统隔热防火墙设计 128
5.2.5阻燃材料应用设计面临的问题探讨 129
5.3锂离子电池热失控烟气疏导及抑爆技术 130
5.3.1气体燃爆理论及防爆技术现状 131
5.3.2锂离子电池热失控气体爆炸特征 133
5.3.3气体疏导技术 135
5.3.4定向泄爆技术 136
5.3.5惰性气体抑爆技术 137
5.4锂离子电池储能系统安全评价技术 138
5.4.1火灾风险评估方法概述 138
5.4.2锂离子电池储能系统安全风险评估方法 142
5.4.3基于AHP及TOPSIS的储能电站电池热失控风险评估 143
5.4.4基于模糊综合评价法的储能电站电池热失控风险评估 147
5.5小结 152
参考文献 153

第6章锂离子电池储能系统消防安全与火灾事故处置技术 156
6.1锂离子电池储能系统火灾特性 156
6.1.1锂离子电池火灾行为特征 156
6.1.2锂离子电池储能系统火灾危险性 157
6.2锂离子电池火灾灭火剂 160
6.2.1传统灭火剂在锂离子电池火灾中的应用 160
6.2.2新型灭火剂在锂离子电池火灾中的应用 162
6.2.3锂离子电池灭火技术分析 164
6.2.4气液复合灭火方式在锂离子电池火灾中的应用 166
6.2.5全浸没式液冷系统对锂离子电池火灾的抑制作用 167
6.3锂离子电池储能系统自动灭火系统 168
6.3.1设计原则 1686.3.2集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火装置设计开发 175
6.3.3集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火装置集成 182
6.3.4消防给水系统 184
6.4锂离子电池储能系统火灾事故处置方法 184
6.4.1储能系统火灾现场处置方法 184
6.4.2储能系统火灾应急预案 186
6.4.3储能系统火灾后处置方法 187
6.5锂离子电池火灾灭火剂专利分析 187
6.5.1锂离子电池灭火剂主要类型专利分析 187
6.5.2锂离子电池灭火剂抑制复燃技术专利分析 188
参考文献 190

第7章锂离子电池储能系统故障诊断技术 192
7.1锂离子电池故障诊断方法 192
7.1.1锂离子电池火灾行为特征 192
7.1.2基于等效电路模型的锂离子电池故障诊断方法 195
7.1.3基于数据的锂离子电池故障诊断方法 196
7.2锂离子电池储能系统一致性诊断 197
7.2.1电池一致性影响因素分析 197
7.2.2电池一致性评价方法 200
7.3基于云电池管理系统的故障诊断技术 204
7.3.1云电池管理系统简介 204
7.3.2基于云端数据的电池故障诊断方法进展 205
7.4基于AI大数据和电池衰退机理的故障诊断技术 210
7.4.1基于AI大数据和电池衰退机理的故障诊断 210
7.4.2基于AI大数据的安全预警技术 210
参考文献 212

第8章锂离子电池储能系统安全防控技术应用案例 219
8.1华润电力鄄城源网储一体化示范项目在线监测及消防系统工程案例 219
8.1.1工程概况 219
8.1.2在线监测系统 220
8.1.3消防灭火系统 221
8.1.4消防预警系统联动控制方案 222
8.2华能济南黄台发电有限公司100MW 200MW·h储能电站消防灭火系统工程实例 222
8.2.1工程概况 222
8.2.2火灾自动报警系统 223
8.2.3消防系统应用方案 225
8.2.4控制逻辑方案 226
8.3鲁能承德县满杖子乡200MW林光、农光互补项目 227
8.3.1工程概况 227
8.3.2在线监测及火灾预警系统 227
8.3.3消防系统应用方案 228
8.3.4控制逻辑方案 230
8.4浙江省杭州110kV江虹变储能工程项目 230
8.4.1工程概况 230
8.4.2储能单元设计 230
8.4.3电气设计 230
8.4.4火灾报警系统应用方案 231
8.4.5消防系统应用方案 232
8.5北方上都百万千瓦级风电基地配套储能项目 232
8.5.1工程概况 232
8.5.2一期预制舱式储能系统安全防控设计 232
8.5.3二期站房式储能系统安全防控设计 239
8.635kV谭家变电站项目 244
8.6.1工程概况 244
8.6.2消防系统设计 245
8.6.3储能监控系统 248
8.7小结 252

附录1新型储能标准体系表 254

附录2国外储能消防相关标准 263

附录3国内储能消防相关标准 267

作为新型电力系统和新型能源体系的重要组成部分，新型储能目前已广泛应用于电力系统电源侧、电网侧和用户侧等不同场景中，具有促进新能源大规模开发消纳、支撑电网安全稳定运行、保障用户灵活高效用能等功能，是支撑新型电力系统建设和能源转型发展的关键技术。截至2024年底，我国新型储能累计装机规模达到78.3GW，其中锂离子电池储能占比97.1%，已成为大规模储能的首选技术之一。但随着锂离子电池储能应用规模的增大，其在安全和质量方面也暴露出了诸多问题和风险，储能电站的整体安全性不足，导致目前大量已建储能电站利用率偏低，安全事故频出。美国加利福尼亚州“5·15”Gateway储能电站火灾持续燃烧2周，美国“4·18”盐河变电站火灾持续闷烧近1周，北京大红门“4·16”储能电站起火爆炸造成3人死亡，以上典型事故表明锂离子电池储能电站火灾风险高、事故影响大。上述事故发生后，国家相关部委出台了以《国家能源局综合司关于加强电化学储能电站安全管理的通知》为代表的政策和规范文件，明确加强储能的质量安全管理。美国纽约州也于2024年7月通过了针对锂离子电池储能的消防法规修正案，以改善储能项目规划中的协调、安全和应急准备。
锂离子电池储能系统安全问题是由电池本征特性决定的。目前已商业化应用的锂离子电池绝大多数采用了易燃的碳酸酯类物质作为电解液溶剂，在内外部触发条件满足的情况下不可避免地会发生热失控反应，电池在热失控时会释放出大量易燃有毒气体，这些气体在通过安全阀或者电池外壳的缺损处释放到环境中后，一旦遇到点火源，就可能发生火灾甚至爆炸。而且储能系统内电池单体排列紧密，当系统内个别电池发生热失控反应而没有得到有效抑制时，极易从单个电池的热失控扩展为全局性的模块间、簇间热失控连锁反应，最终演变为系统性火灾。因此，必须通过储能系统应用过程中的安全防控技术（主要包含预警技术、防护技术和消防技术等），将储能电池热失控故障及其影响控制在事发位置，实现局域性安全隔离，防止扩散到其他储能单元，从而最大限度地减小事故规模和财产损失，同时保障事故处置人员的安全。
本书以锂离子电池储能系统安全防控技术为主线，第1章介绍了储能技术发展现状，并提出了锂离子电池储能系统在安全防控方面面临的挑战和任务；第2章介绍了目前国内外关于锂离子电池储能系统安全领域的相关政策及标准；第3章分析了国内外典型的锂离子电池储能系统火灾事故，并归纳总结了火灾事故原因；第4章介绍了锂离子电池储能系统安全防控技术中的预警技术，主要包含温度预警、特征气体预警、析锂预警、特征声音预警以及部分新型预警技术；第5章介绍了锂离子电池储能系统安全防控技术中的安全防护及评价技术，主要包含阻燃隔热技术、烟气疏导及抑爆技术、安全评价技术等；第6章介绍了锂离子电池储能系统安全防控技术中的消防安全与火灾事故处置技术，论述了锂离子电池火灾特性及现有灭火剂对电池火灾的适用性，介绍了自动灭火系统组成及火灾处置方法，并对自动灭火系统关键组件的相关专利进行了分析；第7章介绍了锂离子电池储能系统安全防控技术中的故障诊断技术；第8章介绍了6个典型的锂离子电池储能系统安全防控技术应用案例。
本书具有问题引导、原理科普、技术探索与实例介绍相结合的特点，旨在为锂离子电池储能发展中面临的安全问题提出科学合理的解释和潜在的解决方案，保障储能电站的安全稳定运行，促进以锂离子电池为代表的新型储能产业的健康发展。
本书第1章由张明杰编著，第2章由陈浩编著，第3章由杨凯、宋浩宇编著，第4章由张明杰、范茂松编著，第5章和第6章由杨凯、陈浩、张明杰和张慧卿编著，第7章由张慧卿、耿萌萌和李建玲编著，第8章由陈浩、朱新华和李肖辉编著。
本书主要取材于编著者团队的研究成果、国内外研究文献与报道等，涉及电化学、材料、电力电子、安全工程、传感等多学科领域。限于编著者水平及编著时间，书中存在不足和疏漏之处在所难免，敬请读者提出修改建议。

编著者
2025年10月