据不完全统计，今年以来发生了十多起与锂电池有关的火灾事故，仅9月份就发生了5起，其中包括9月29日储能行业龙头企业工厂大火，约1.5万平方米的生产基地化为灰烬，损失估算超百亿人民币。接连发生的锂电池相关火灾事件，凸显了对安全、可靠的储能技术的迫切需求。

在当下的各种储能技术中，超级电容凭借其优异的安全性能脱颖而出。与锂电池不同，超级电容属于物理储能，不涉及化学反应，而是通过电极表面与电解质之间的电荷分布来存储电能。这种机理从根本上消除了超级电容热失控和爆炸的风险。

超级电容的安全设计

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储能介质

超级电容正负极材料主要采用活性炭，其燃点高达350°C，且燃烧速度相对较慢。此外，活性炭密封在超级电容单体内部，这导致燃烧所需的两个条件“明火和氧气”无法同时满足。因此超级电容不会自燃，安全性更高。

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过充保护

超级电容单体是一个密封的金属容器，使用不当时（过充或过热）会产生气体，导致内部压力增加。一旦压力超过承受的极限，将发生爆炸。为了防止这类事故，思源电气集团旗下子公司烯晶碳能电子科技无锡有限公司（以下简称GMCC）在超级电容单体盖板顶部设计了定向的安全泄压口，当内部压力达到预设值时，启动定向泄压，防止发生潜在的爆炸事件。此外，泄压口的定向设计，避免了次生灾害（对周边单体不交互影响）；盖板焊接防爆膜的设计方案，使泄压更精准有效。

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模组耐火

超级电容单体组装成超容模组（Pack），使用的非金属材料均满足UL94V-0阻燃等级要求。今年7月，国网设备部、国网消防技术中心组织验证超容模组过压及消防灭火试验，GMCC的超容模组成功通过过压试验，在后续3次明火引燃测试中，模组均未被点燃。之后又使用燃气灶对模组底部进行大火燃烧试验，持续燃烧时间约3分钟，超容模组仅侧面支架有小火苗燃烧，进一步证明了超级电容的耐火性和安全性。

GMCC的超级电容除了高安全性外，还具备：

高功率密度：20~50kW/kg。可在几秒至几分钟完成充放电，远高于传统锂电池。

长循环寿命：实测超100万次充放电循环而不出现显著的性能衰减。

宽工作温度范围：通过严苛的环境和极端工况验证试验，工作温度范围可达-52°C至65°C。

绿色环保：打破国外垄断，GMCC自主研发干法电极制造技术，强度高、纯度高、无溶剂导入和NMP排放，生产能耗降低，环保无污染。

应用案例

据悉，今年9月刚落地的中广核莱州土山储能项目，采用思源电气集团旗下子公司思源清能电气电子有限公司（以下简称思源清能）生产的244MW/488MWh锂电池+4MW/30s超级电容的混合储能系统。深入了解后发现，思源清能利用该项目中的超级电容储能系统，有效解决了电网高频次小功率调频需求对锂电池储能系统使用寿命的影响，并降低了锂离子电池在秒级调频服务中的寿命衰减和损伤概率，让锂电池储能系统部分专注于长时充放，参与电网调峰、峰谷套利等。

同时，该项目的储能系统采用了独立分区探测报警策略，实现了消防系统与电气系统的智能联动，提高了储能系统的安全性；消防设计采用全氟己酮作为灭火剂的全淹没式灭火，通过管网连接，在火灾发生时，将灭火剂由钢瓶输送到需要灭火的防护区内，通过喷嘴进行均匀快速喷放，10s内全氟己酮气体充满集装箱箱体，达到灭火浓度迅速扑灭火灾。

随着超级电容技术的不断进步和成本的降低，超级电容的应用领域将不断扩大。未来，超级电容将在电动汽车、可再生能源储存、智能电网、无人机等领域发挥重要作用。此外，超级电容与其他储能技术相结合，如锂离子电池、铅酸电池等，形成混合储能系统，可以满足新型电力系统不同应用场景的需求。

文章来源：储能与电力市场

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