Impulsado por los objetivos de "doble carbono", la industria del almacenamiento de energía electroquímica ha entrado en un período de rápido crecimiento. Los sistemas de almacenamiento de energía en contenedores, debido a su flexibilidad de implementación y alta escalabilidad, se utilizan ampliamente en la regulación de picos de redes eléctricas, integración de energías renovables, almacenamiento de energía comercial e industrial, y otros escenarios. Al mismo tiempo, los accidentes de incendio en sistemas de almacenamiento de energía causados por la fuga térmica de las baterías de litio son cada vez más frecuentes, y la protección térmica y de seguridad se ha convertido en una prioridad en el diseño y mantenimiento de estos sistemas. Para satisfacer las necesidades de aislamiento contra incendios y altas temperaturas en los espacios compactos de los contenedores de almacenamiento de energía, los materiales aislantes de microporos nanométricos, basados en dióxido de silicio nanométrico como componente principal, ofrecen un rendimiento excepcional, proporcionando una barrera de seguridad térmica integral para los contenedores.

Fuente de la imagen: Ruigang Fire Protection

Los módulos de baterías dentro de los contenedores de almacenamiento de energía están altamente integrados, con un entorno de trabajo cerrado que presenta riesgos térmicos de seguridad significativos:

1. Propagación rápida de fugas térmicas: La fuga térmica de una sola celda de batería puede liberar instantáneamente temperaturas de miles de grados Celsius, transmitiendo calor rápidamente a las celdas adyacentes y provocando un incendio en toda la cabina en poco tiempo;

2. Limitaciones de espacio estrictas: El espacio dentro del contenedor se prioriza para la capacidad de la batería; los materiales aislantes tradicionales, que son más gruesos, ocupan espacio que podría destinarse a las baterías, reduciendo la densidad energética del sistema;

3. Entorno operativo complejo: Los contenedores de almacenamiento de energía al aire libre deben soportar variaciones estacionales de temperatura, humedad, radiación ultravioleta y otras condiciones ambientales, lo que exige que los materiales aislantes tengan una resistencia climática y capacidad ignífuga estables a largo plazo.

Material aislante de microporos nanométricos basado en dióxido de silicio

La solución propuesta utiliza un material aislante de microporos nanométricos, cuyo componente principal es dióxido de silicio nanométrico de alta pureza. Gracias a su estructura de nanoporos, este material logra un bloqueo integral de la conducción térmica, convección térmica y radiación térmica, ofreciendo una protección térmica personalizada y escalonada para los contenedores de almacenamiento de energía:

· Protección a nivel de módulo: Se colocan almohadillas aislantes entre los PACK de baterías y los grupos de celdas, formando una barrera de aislamiento contra fugas térmicas individuales, bloqueando la transferencia lateral de calor, conteniendo la falla en el área más pequeña posible y evitando fugas térmicas en cadena;

· Protección a nivel del contenedor: Se instalan paneles aislantes en las paredes internas, el techo y el piso del contenedor para crear una capa aislante integral que aísle las fluctuaciones de temperatura externa que afectan el rendimiento de las baterías, y que, en caso de incendio, bloquee la transmisión de altas temperaturas hacia el exterior, reduciendo riesgos secundarios;

· Protección a nivel de compartimentos: Utilizado como material central en las particiones contra incendios dentro del contenedor, retrasa la propagación del fuego entre áreas, proporcionando tiempo valioso para la respuesta de emergencia y las operaciones de extinción.

Mediante la aplicación sistemática de materiales aislantes de microporos nanométricos, el rendimiento de seguridad térmica de los contenedores de almacenamiento de energía se mejora significativamente:

· El tiempo de propagación de fugas térmicas se extiende notablemente, proporcionando una ventana de tiempo adecuada para la detección temprana de incendios y la respuesta de emergencia, reduciendo significativamente las pérdidas y el alcance de los accidentes;

· El grosor de la capa aislante se reduce considerablemente, permitiendo instalar más módulos de baterías en el mismo espacio del contenedor, mejorando la densidad energética y la eficiencia del espacio del sistema;

· El material mantiene un rendimiento estable a largo plazo, reduciendo efectivamente los costos de mantenimiento y la presión de gestión de seguridad durante todo el ciclo de vida del sistema de almacenamiento de energía.