此次事故尤为严重,但在电池储能系统(BESS)领域,类似事故屡见不鲜。尽管每吉瓦时装机容量的电池起火率有所下降,但由于数据中心、电动汽车和其他应用领域的电池装机量不断增加,考虑到所有已安装电池,起火总数仍然相当可观。.

虽然自 2020 年以来已经实施了更严格的安全标准,但此次事件凸显了随着电池在全球范围内的部署不断增加,电池安全仍需进一步改进。.

什么是锂离子电池过热?

过热是指电池组内部的放热反应引发进一步的放热反应,导致温度升高到极高水平,极易发生电池的严重降解以及挥发性气体和液体的燃烧。过热可以在几秒钟内从一个电池单元蔓延到另一个电池单元,也可以在几分钟内从一个电池组蔓延到另一个电池组。.

在像大田市数据中心这样拥有数百个数据包和数千个小区的大规模部署中,过热的后果可能是灾难性的,无论从安全性还是财务角度来看,都会对所有者造成损失,更不用说数据中心提供的服务的中断和安全性了。.

韩国电池起火

据韩国国家消防厅统计,2025年上半年韩国共发生296起电池火灾,造成23人死亡,经济损失达224亿韩元。这些火灾涉及电动汽车电池、消费电子产品电池、二次电池以及化学成分各异的一次电池。如果这一事故发生率持续到2025年,则将高于2024年的543起事故,而2024年的事故数量又高于2023年的359起。.

事故增多主要是由于电池使用量的增加,例如在电动汽车和固定式储能系统中。近年来韩国最严重的电池火灾事故之一发生在锂电池制造商Aricell旗下的一家工厂。2024年6月24日,在华城,一场由电池故障引发的火灾导致当时工厂100名工人中的23人丧生。事故发生后,Aricell受到严厉审查,其首席执行官被迫辞职并被起诉。.

此次火灾的起因表明该工厂缺乏工业安全标准。该事件凸显了电池火灾的危险性,以及此类严重事故可能造成的负面影响。韩国过去曾多次遭遇电池火灾:2018 年的一系列电池火灾导致韩国储能系统(BESS)行业一度大幅放缓,产品生产也因此停滞,并间接促成了 EPRI 电池火灾数据库的建立,该数据库用于监测全球储能系统电池火灾事故。.

监管与数据中心的兴起

在人工智能时代,随着对云计算和互联网服务的依赖日益加深,数据中心的能源需求也随之增长。数据中心越来越多地采用电池储能系统(BESS)作为可再生能源。通过将BESS与太阳能电池板等可再生能源相结合,既能提供绿色能源,又能同时稳定原本由化石燃料电网提供的峰值需求。.

数据中心是全球最大的能源消耗者之一,预计到2025年,其总耗电量将达到约75吉瓦,并且预计未来十年这一数字将增长三倍以上。正如IDTechEx近期发布的报告《2025-2035年数据中心可持续发展》中所述,这使得数据中心成为提升可持续性和减少碳足迹的关键目标。这就要求数据中心能够安全可靠地管理其电力负荷,减少电网波动以节省电力成本,并确保不间断电源(UPS)的正常运行。而使用更清洁的能源技术,例如电池储能系统(BESS),可以替代柴油发电机,从而实现上述目标。.

然而,在热管理和防止系统失控方面,BESS 的安全标准仍然存在一些不足,不同地区的法规也比较零散。.

美国拥有最严格的监管框架,特别是UL标准,但这些标准本身并不具有约束力,仅对采用NFPA规范的参与州有效。欧洲要求新型储能系统带有CE标志,但由于CE标志是自行声明的,因此不被视为第三方认证,不能在美国使用。.

中国已完善了电动汽车电池的相关法规,但在电池储能和电力(BESS)领域的法规方面却相对滞后。中国近期批准了GB 38031-2025标准,该标准将于2026年7月生效,是全球首个“不燃不爆”的法规,要求电动汽车电池必须符合足够的安全标准,以消除起火风险。这可能会对BESS电池产生连锁反应,因为主要电池供应商(例如宁德时代、比亚迪)的目标市场涵盖电动汽车和电力市场。然而,由于目前尚无全球公认的BESS安全标准,因此需要进一步完善法规并制定统一标准,以确保数据中心电池的安全更有保障。.

提高数据中心电池储能安全性的解决方案

提高电池安全性的方法有很多,但每一种方法都需要监管部门的支持才能实现大规模实施和成功:

  1. 热管理方面的改进。正如即将发布的IDTechEx报告《2026-2036年电池储能系统热管理、防火和防爆》中所述,采用主动式热管理技术(包括液冷系统和气雾灭火器)以及被动式防火材料是降低电池火灾和爆炸风险的关键策略。通过有效排出受损电芯的热量,并采用更耐热的电池组、电芯和外壳设计(例如,使用陶瓷、云母和绝缘泡沫等耐热材料),可以防止过热的发生及其在电芯和电池组之间的蔓延。这种方法也适用于所有高功率计算部署场景,包括数据中心的服务器机架。更多信息,请参阅IDTechEx的相关报告《2026-2036年数据中心热管理》。.
  2. 改进的诊断和监控技术在预防电池火灾方面也发挥着重要作用。这包括使用传感器进行电芯诊断和电池组监控。通过采用人工智能增强的建模方法和机器学习,可以精确跟踪电池模块的健康状态 (SoH),从而在可能产生过热并导致电池火灾的故障发生之前,评估电芯的劣化程度。更多详情,请参阅 IDTechEx 发布的《2025-2035 年人工智能驱动电池技术》报告。将气体传感器、压力传感器和湿度传感器集成到电池组中,还可以比目前更早地发出过热预警。过热期间,电芯会将易燃气体释放到电池组外壳中。通过检测这些气体的积聚,可以在电池火灾发生前最多 25 分钟识别出过热事件,这在 IDTechEx 近期发布的《2026-2036 年电池和远程监控高级传感器》报告中有详细阐述。.
  3. 替代储能技术。另一种方法是使用替代储能技术。锂离子电池因其高能量密度、合理的循环寿命和功率密度,在许多行业中得到广泛应用;然而,对于特定行业而言,存在替代方案。例如,对于电池储能系统(BESS),氧化还原液流电池(RFB)可用于数据中心应用。虽然钒液流电池通常价格更高,但它们具有更长的循环寿命、更低的平准化储能成本,而且更重要的是,其电解液不易燃。氧化还原液流电池主要开发用于长时储能系统,IDTechEx 将其定义为储能时间超过 6 小时的系统。然而,它们也可以用于数据中心,因为其不易燃的电解液是一项关键优势,使其比锂离子电池储能系统更安全。氧化还原液流电池(RFB)可用于数据中心的关键应用,就像锂离子电池储能系统(BESS)一样,包括浪涌抑制、不间断电源(UPS)以及管理波动性计算负载应用。正如IDTechEx即将发布的报告《2026-2036年氧化还原液流电池》中所详述,众多厂商正在研发液流电池技术,其中中国荣科动力在国际部署能力方面处于领先地位。另一种类似的解决方案是使用固态电池,由于不含液态电解质,固态电池也被认为本质上更安全。固态电池已开始在中国部署,但其高昂的成本可能会限制其在电池储能系统(BESS)中的应用。欲了解更多信息,请参阅IDTechEx近期发布的报告《2025-2035年固态和聚合物电池》,并与我们的团队联系,了解即将发布的关于氧化还原液流电池的报告。.

结论与展望

由于锂离子电池的电解液易燃,因此其本质上并非安全技术。然而,通过妥善管理、改进诊断以及潜在的设计改进或集成替代方案,可以预防大规模电池火灾。中国标准GB 38031-2025朝着正确的方向迈出了一步,但由于其仅关注电动汽车,电池储能系统(BESS)的监管仍显滞后。.

IDTechEx认为,只有制定出有效且全球通用的安全标准,才能切实落实已确定的预防类似大田市灾难的解决方案。此外,还需要提高热失控问题根本原因的透明度,这可以通过使用基于人工智能的诊断技术和先进传感器来实现。然而,由于固有的利益冲突,储能系统(BESS)开发商可能不愿公开披露根本原因:如果披露根本原因源于产品缺陷或第三方供应商的组件故障,可能会对其业务造成负面影响。.

与此同时,储能系统(BESS)开发商将继续致力于寻找BESS热管理、防火防爆的整体解决方案,涵盖主动冷却和灭火系统、被动防火以及阻燃材料等领域。IDTechEx即将发布的市场报告《2026-2036年BESS热管理、防火防爆》将对这些由材料和化工行业领先企业开发的技术和子系统、主要BESS制造商的采用情况以及这些材料和技术未来十年的市场增长预测进行深入探讨。.