鉅大LARGE | 點擊量：2797次 | 2019年04月29日
鋰電池 鋰離子電池應(yīng)當采取必要的防火和滅火措施
鋰電池及鋰離子電池是項偉大的技術(shù)，必將為全球電能的存儲和供應(yīng)帶來巨大的變化和貢獻。盡管如此，其帶來的火災(zāi)(爆炸)風險也不容忽視。因此，我們應(yīng)當采取必要的防火和滅火措施，用于降低該風險，提升安全性。
鋰電池，包括鋰離子電池，優(yōu)點在于性價比高，重量輕，環(huán)保，但是由于他們儲存的很大的能量，因此，火災(zāi)和爆炸風險也較高。無論是儲能行業(yè)的大型電池，還是電動新能源領(lǐng)域的電池，還是更小的用于電子設(shè)備的電池，都具備一定的危險性。
無論何時，儲存在首先空間內(nèi)的能量都有釋放的傾向，有時還是劇烈的。因此，在整個電池的生命周期，都應(yīng)考慮合理的防火滅火措施。這位多個行業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)，包括電池制造業(yè)、運輸物流、倉儲管理和電池應(yīng)用。對于從事風控和消防行業(yè)的同仁來說，如何量化這個風險，如何針對危險進行有效保護，都成為新的挑戰(zhàn)。
鋰電池Vs鋰離子電池
這兩種電池叫法類似，但實際是不同的。鋰電池是不能再充電的。他們包含有鋰金屬物質(zhì)，這是有很高可燃性的。鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域通常有特種領(lǐng)域、醫(yī)藥領(lǐng)域和一些電子電器設(shè)備。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池，是可充電的。它比鋰電池重量更輕，同時提供高儲能密度。鋰離子電池是不含金屬鋰的，但是含有鋰離子和高可燃性電解質(zhì)(液)。應(yīng)用領(lǐng)域如筆記本電腦、手機、電動新能源汽車、醫(yī)療設(shè)備、以及儲能系統(tǒng)等。
隨著鋰(離子)電池應(yīng)用的飛速增長，其火災(zāi)風險也充斥在其整個生命周期。從制造、物流、倉儲、到最終用戶，都應(yīng)更多意識到這個優(yōu)秀的工具在提供能量的同時，也帶來火災(zāi)風險。該電池供應(yīng)鏈上每個環(huán)節(jié)，都應(yīng)由有負責任的措施，確保安全。
鋰電池的火災(zāi)特性
鋰電池能夠自燃，隨后會因為過熱而發(fā)生爆炸。產(chǎn)生過熱的原因包括電短路，快速放電，過度充電，制造缺陷，設(shè)計不良或機械損壞等等。過熱會導(dǎo)致”熱失控”過程的產(chǎn)生，也就是電池內(nèi)部的放熱反應(yīng)會導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度和壓力以很快速率上升，從而將能量浪費掉。
一旦某個電池單元進入熱失控狀態(tài)，它會產(chǎn)生足夠的熱量，使得相鄰的電池單元也進入熱失控狀態(tài)。隨著每個電池單元輪流破裂并釋放其內(nèi)含物，就會產(chǎn)生一種反復(fù)燃燒的火焰。這就造成電池中的可燃性電解液發(fā)生泄漏，如果使用一次性鋰電池，則還會釋放可燃燒的鋰金屬。于是就會產(chǎn)生一個巨大的問題，這些火災(zāi)不能像“正?！被馂?zāi)一樣對待，需要開展有針對性的培訓，防控規(guī)劃，合理存儲和建立滅火系統(tǒng)等。
目前關(guān)于大型電池的火災(zāi)特性數(shù)據(jù)有限。然而，我們可以預(yù)測，當電池進入熱失控時，熱失控傳播會產(chǎn)生可識別的標記;電池也會以某種方式表現(xiàn)出相應(yīng)特征?；饎菘赡軙尸F(xiàn)逐漸燒盡的狀態(tài)，或者發(fā)生爆炸。這兩種類型的事故，以及它們所產(chǎn)生的負面副產(chǎn)物(噴射的彈片，熔融金屬，燃燒的電解質(zhì)以及其它物質(zhì)等)都可以通過為電池設(shè)置適當?shù)拇鎯Υ胧┖瓦\輸環(huán)境進行管理和控制。
采用鋰(離子)電池的系統(tǒng)可能需要繼續(xù)使用和開發(fā)一些抑制和滅火系統(tǒng)，用于降低負面事故的發(fā)生幾率，從而控制風險，才能讓該電池系統(tǒng)讓用戶用的放心。
鋰(離子)電池火災(zāi)事故在世界各地時有發(fā)生。這些火災(zāi)發(fā)生在能量存儲系統(tǒng)(風力，太陽能等)，電池測試環(huán)境，運輸和存儲以及許多其他領(lǐng)域。許多電動車輛中發(fā)生了自燃性的電池組起火，其中很多涉及火災(zāi)或爆炸。盡管在汽車、火災(zāi)研究和應(yīng)急響應(yīng)行業(yè)中，許多人認為鋰電池動力車輛的火災(zāi)風險不會大于常規(guī)車輛系統(tǒng)，但人們普遍認識到因鋰電池火災(zāi)而產(chǎn)生的副產(chǎn)品，熱及火焰等會產(chǎn)生極大的危險。這些危險包括其會釋放有毒物質(zhì)以及產(chǎn)生揮發(fā)性燃燒的特性。換句話說，相對于常規(guī)火災(zāi)，雖然鋰電池火災(zāi)可能不會產(chǎn)生“更多”危險，但是他們與常規(guī)火災(zāi)不同而且具備獨特的危險性。
制造，運輸和儲存鋰(離子)電池的機構(gòu)也同樣不能認為可以免于火災(zāi)事故。熱失控事件也造成了許多儲存鋰(離子)電池的設(shè)施發(fā)生了一些大規(guī)?；馂?zāi)。這些火災(zāi)具有特別大的影響，因為在這些設(shè)施里通常儲存了大量的鋰(離子)電池，會進一步加快火災(zāi)蔓延。
風險管理
我們完全可以做到，鋰電池火災(zāi)風險可以進行有效管理。通過合理的規(guī)劃，風險評估，存儲方法和滅火措施及應(yīng)急響應(yīng)措施，可以在很大程度上管理鋰(離子)電池的火災(zāi)風險。在制定管理電池火災(zāi)風險的策略時，應(yīng)該關(guān)注以下幾個方面
儲存/運輸安全
有些危險是和處理電池本身相關(guān)的危險。在大多數(shù)情況下，電池機械損傷可能會成為引發(fā)熱失控(火災(zāi)/爆炸)事件的最高風險因素。對電池的處理不當可能導(dǎo)致其受到擠壓或刺破損壞，由此可能導(dǎo)致電解質(zhì)材料的泄露或短路。這些情況可能導(dǎo)致熱失控并發(fā)生火災(zāi)和/或爆炸。
FMGlobal與NFPA消防研究基金會發(fā)布了與儲存中的鋰離子電池可燃性特性相關(guān)的數(shù)據(jù)。該報告詳細描述了針對倉庫存儲中鋰離子電池的大規(guī)?；馂?zāi)所進行的測試，這是對于火災(zāi)事故中的電池所開展的突破性研究。測試結(jié)果似乎證實了以下幾點:
因為這些產(chǎn)品中含有可燃的電解液，鋰離子電池在火災(zāi)中存在幾種獨特的火災(zāi)危險。
密集型鋰離子圓柱形電池和聚合物電池在這種火災(zāi)中的行為不同于鋰離子電池組。
當鋰電池散裝儲存在瓦楞紙板箱中時，鋰離子電池的早期滅火和冷卻對于正確保護設(shè)施是必要的。
用于其他類型高危險產(chǎn)品和材料的現(xiàn)有保護解決方案，可以有效保護大批量存儲的鋰離子電池。
活動仍有其局限性。其中一個明顯的局限性在于它僅測試了小容量18650電池。18650電池通常在電子設(shè)備中進行使用(被視為AA尺寸)。對于更高容量電池(如在電動車輛，能量存儲器和其它配置中所使用的電池)也需要開展燃燒測試，因為這些電池的燃燒特性和產(chǎn)生的后果會遠遠不同。大容量電池對火災(zāi)管理提出的挑戰(zhàn)不容忽視。
NFPA和其他標準制定組織尚未完成管理電池火災(zāi)問題的正式標準和指南，但是現(xiàn)有的存儲和運輸策略可以用來協(xié)助管理火災(zāi)風險。找到專門從事鋰電池火災(zāi)管理和抑制的專業(yè)公司是一個很好的開始。這些公司不同于一般的滅火系統(tǒng)設(shè)計師和消防工程承包商，因為他們精通于和鋰電池火災(zāi)問題密切相關(guān)的獨特存儲和火災(zāi)風險抑制方法，以及具備相應(yīng)風險管理實踐。
SCIC來進行滅火。基于這種考慮，一個行之有效的辦法是是把電池存儲安裝在具有冷卻滅火系統(tǒng)的環(huán)境中。對鋰離子(二次)電池滅火最好的辦法是對燃燒的材料進行冷卻;鋰電池(含金屬鋰)滅火則需要單獨的滅火方法。
這對于EHS至關(guān)重要。通過外部存儲或遠程存儲將鋰電池和其他生產(chǎn)設(shè)施進行隔離也是值得注意的方案。電池存儲堆場應(yīng)允許非現(xiàn)場存儲，在使用單位需要時可以進行及時(just-in-time)交付。
如上所述，電池幾乎是商業(yè)社會和個人生活中不可分割的一部分;它們和每個人的生活息息相關(guān)。因此，任何組織和個人都應(yīng)該意識到這些電池可能帶來的獨特性危害。擁有大量鋰電池的公司應(yīng)與專家合作開發(fā)相關(guān)培訓，減少火災(zāi)事故的發(fā)生并確保附加安全保護措施。這些培訓可能涉及電池危害意識問題，或可能包括更詳細的情境培訓，如電池火災(zāi)特性，緊急響應(yīng)程序和滅火設(shè)施的使用(聚焦鋰離子電池)等等。這種類型的訓練將有助于保護生命和財產(chǎn)。
SOP)包括指導(dǎo)電池的運輸和接收，處理，日常使用，存儲和其他功能的過程。適宜的電池標準操作程序(SOP)將涉及電池整個壽命周期的各個方面。這些程序為電池的安全使用和操控提供了基礎(chǔ)，也是開發(fā)有效的風險管理流程的起點。
MSDS)以及制造商和分銷商提出的其他建議。這些文檔規(guī)定了適當?shù)膬Υ?，處理和?yīng)急響應(yīng)的可行辦法。需要注意的是，化學品安全說明書(MSDS)的建議通常波動比較大，有時是非常不同的。
需要指出的是，目前的測試活動仍有其局限性。其中一個明顯的局限性在于它僅測試了小容量18650電池。18650電池通常在電子設(shè)備中進行使用(被視為AA尺寸)。對于更高容量電池(如在電動車輛，能量存儲器和其它配置中所使用的電池)也需要開展燃燒測試，因為這些電池的燃燒特性和產(chǎn)生的后果會遠遠不同。大容量電池對火災(zāi)管理提出的挑戰(zhàn)不容忽視。
盡管NFPA和其他標準制定組織尚未完成管理電池火災(zāi)問題的正式標準和指南，但是現(xiàn)有的存儲和運輸策略可以用來協(xié)助管理火災(zāi)風險。找到專門從事鋰電池火災(zāi)管理和抑制的專業(yè)公司是一個很好的開始。這些公司不同于一般的滅火系統(tǒng)設(shè)計師和消防工程承包商，因為他們精通于和鋰電池火災(zāi)問題密切相關(guān)的獨特存儲和火災(zāi)風險抑制方法，以及具備相應(yīng)風險管理實踐。
最起碼的認識是，起用有效的電池火災(zāi)抑制和滅火系統(tǒng)，是電池存儲系統(tǒng)的有效風險管理策略。這些系統(tǒng)將涵蓋整個火災(zāi)事件過程，并通過冷卻，隔離和抑制，或SCIC來進行滅火。基于這種考慮，一個行之有效的辦法是是把電池存儲安裝在具有冷卻滅火系統(tǒng)的環(huán)境中。對鋰離子(二次)電池滅火最好的辦法是對燃燒的材料進行冷卻;鋰電池(含金屬鋰)滅火則需要單獨的滅火方法。
另一個辦法是將鋰電池與其他電池化學品和商品(在存儲，運輸中)進行隔離。它們應(yīng)在可以有效控制火災(zāi)和有毒可燃性副產(chǎn)品的環(huán)境中進行儲存(運輸)。這對于EHS至關(guān)重要。通過外部存儲或遠程存儲將鋰電池和其他生產(chǎn)設(shè)施進行隔離也是值得注意的方案。電池存儲堆場應(yīng)允許非現(xiàn)場存儲，在使用單位需要時可以進行及時(just-in-time)交付。
培訓
由于鋰電池對其使用單位提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，因此建議將相應(yīng)培訓納入風險管理戰(zhàn)略中去。如上所述，電池幾乎是商業(yè)社會和個人生活中不可分割的一部分;它們和每個人的生活息息相關(guān)。因此，任何組織和個人都應(yīng)該意識到這些電池可能帶來的獨特性危害。擁有大量鋰電池的公司應(yīng)與專家合作開發(fā)相關(guān)培訓，減少火災(zāi)事故的發(fā)生并確保附加安全保護措施。這些培訓可能涉及電池危害意識問題，或可能包括更詳細的情境培訓，如電池火災(zāi)特性，緊急響應(yīng)程序和滅火設(shè)施的使用(聚焦鋰離子電池)等等。這種類型的訓練將有助于保護生命和財產(chǎn)。
標準操作程序
有效的電池標準操作程序(SOP)包括指導(dǎo)電池的運輸和接收，處理，日常使用，存儲和其他功能的過程。適宜的電池標準操作程序(SOP)將涉及電池整個壽命周期的各個方面。這些程序為電池的安全使用和操控提供了基礎(chǔ)，也是開發(fā)有效的風險管理流程的起點。
緊急響應(yīng)程序
在大多數(shù)情況下，鋰電池火災(zāi)不應(yīng)該像普通火災(zāi)一樣處理。其燃燒特性和有毒副產(chǎn)物釋放成分都不相同。相應(yīng)組織可以通過適當?shù)脑u估確定其風險級別，并創(chuàng)建應(yīng)急響應(yīng)程序。應(yīng)密切注意化學品安全說明書(MSDS)以及制造商和分銷商提出的其他建議。這些文檔規(guī)定了適當?shù)膬Υ?，處理和?yīng)急響應(yīng)的可行辦法。需要注意的是，化學品安全說明書(MSDS)的建議通常波動比較大，有時是非常不同的。
顯然，鋰電池技術(shù)雖然是一種強大的工具，但是也有其自身缺點。適宜的規(guī)劃，存儲和操作培訓將有助于有效電池管理系統(tǒng)的安全性。對于火災(zāi)和爆炸問題進行長期有效的關(guān)注，將大大有助于保護寶貴生命和財產(chǎn)免受這些風險的傷害。南京和本機電設(shè)備科技有限公司(15380868114)專業(yè)專注新能源領(lǐng)域消防技術(shù)。
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