疫情再度爆发前，家里人一起庆祝我儿子三岁生日，我发现自己开始担心儿子是否能平安健康地长大成人，他会不会走在路上被车子撞，去餐厅吃火锅遇上气爆，去卖场感染到新冠病毒，我有好多好多的担心。
生命如此脆弱，生活中隐藏的风险却无处不在。因此，当你在媒体上看到电池爆炸的新闻，很本能地你一定马上会觉得手机、电动车、储能系统很危险：
「三星手机Note 7锂电池爆炸！全球回收并停止生产」
「特斯拉Model 3惊传起火爆炸！电池究竟出了什么问题？」
「全台首例充电站爆炸！Gogoro回应了」
「韩国两年超过三十起储能系统锂电池火灾」
「突发！北京储能系统火灾，两名消防员殉职」
你想，一支手机放一颗锂电池就可能爆炸，一个密闭空间放超过上百颗甚至上万颗的锂电池芯，然后让它在马路上走来走去，或是装在货柜里放在大太阳下曝晒，简直就是在自己身边放一个未爆弹，也太不安全了吧！
奇怪的是，负面新闻这么多，同一时间锂电池产业却依然快速蓬勃发展，锂电池生产供不应求，是因为大家头都已经洗下去了，还是商人反正只管赚钱，视人命如草芥？
当然不是！一个官司就可能让车厂倾家荡产，车厂要对其设计负责，因此他们其实比你还紧张。因为锂电池技术的变革，手机、电动车、储能系统大量使用锂电池，已成为时代的必然。既然无法避免，OK，那我们来看如何让它成为可控制的风险。
我是储能研发工程师，因此我们先讨论锂电池储能系统的火灾问题。我将用名侦探柯南的放大镜，整理出造成储能火灾的「五大嫌疑犯」及「头号要犯」，让你更系统性地理解电池火灾，更棒的是，以后不管是哪种锂电池爆炸燃烧，你都可以知道其背后的原因，甚至遇到时也知道应该如何处理。
储能火灾的嫌疑犯一：电池老化与热失控
锂电池是一种以锂离子为媒介来储存能量的化学电池，锂离子就像游泳选手一样，不断在正、负极间来回游动，当锂离子游到负极，就是充电；当锂离子游到正极，就是放电。而让锂离子游动的游泳池的水，就是电解液。实务上，为了避免正、负极直接接触导致短路而烧起来，中间会插入一层高分子做成的隔离膜用以分隔正、负极。
虽然有这层隔离膜，但电池在充放电过程中，可能因为各种管理问题造成过度充电、过度放电、温度过高等状况，这时电池就可能因为锂金属沉积、刺穿隔离膜造成内部短路风险，此风险轻微是造成电池加速老化，严重则有可能使电池热失控，当热失控温度无法控制，就会燃烧起来造成火灾。
你可能听说过当电池火灾时，无法用任何东西灭火，只能在旁边默默等它烧完，为什么？这是因为电解液是一种有机溶剂，多多少少伴随著有机气体，这些气体都是可燃的，而空气中也都是甲皖、氢气、一氧化碳、二氧化碳等可燃气体，因此当电池燃烧起来造成火灾，消防人员一打开电池柜，正好替这些有机气体从空气中补给满满的原料，就有可能会喷出可燃高温气体及火焰，进而影响周围电池温度，造成连锁爆炸现象，消防人员这时进去等于是送命了！
如果电池芯制程有瑕疵，这个问题会更被放大，因此，有机气体、可燃气体的侦测在近年渐渐成为标配，早期侦测并预警，避免后期热失控产生有毒气体与可燃气体成分，导致灭火的困难度提高。
储能火灾的嫌疑犯二：电池管理系统没预警
听完你可能会觉得电池芯很可怕，但其实很少火灾是因为电池芯的单一问题，储能系统是一个复杂系统，造成火灾自然也有天不时、地不利、人不合的复杂原因。
因为可能的起火点太多，储能系统采用分层架构式管理机制，试图让它成为可控制的风险，我们之前文章曾经给储能系统开箱，要理解电池火灾的原因，我们必须再次请出这张图：
（图一）储能系统
资料来源：盛齐绿能
模组厂在制作模组时，会建立第一层小型电池管理系统(Battery Management Unit, BMU)，它必须一直蒐集电池模组的电压、电流、容量、温度等资讯，来评估电池现在的健康程度，并将消防防护机制也设计在内，以防止电池芯之间的延烧。第二层就是电池管理系统BMS，判断现有电池容量还可以使用多长时间，若使用过量会影响其他电池模组正常运作，这时BMS会启动保护机制，停止供电或充电，来保护整个电池机柜的安全。
到这里你已经看出这是很被动的做法，有些电池火灾事故报告中发现，起火原因是BMS出状况，事故发生前的初期征兆常常无法被侦测到，等到BMS说有问题才处理已经太晚了。
现在的趋势是化被动为主动，透过演算机制，分析充放电的容量斜率变化，以达到预判电池老化及危险程度，并做出适当的保护机制，来维持电池寿命及安全。
另外，中国大陆与韩国皆有多起储能系统在充饱电等待中发生事故，因此，缩小电池电量使用范围，例如充电不超过90%与放电不低于10%，在电量中间区段充放电，内阻值较小、发热量较低，也可以控制风险。
休息一下，喝口水，下一篇，我们继续来侦查其他三位储能火灾的「嫌疑犯」，以及公布另一位「头号要犯」！
（封面来源：한국경제TV ）