鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中火災(zāi)危險(xiǎn)防控探究 陳堅(jiān)

程紹濤

摘要：在日常生活中，鋰電池的發(fā)熱、自燃、自爆事件時(shí)有發(fā)生，并造成一定的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失，這給很多人帶來了困惑及恐懼。更嚴(yán)重的是鋰電池在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中由于操作不當(dāng)、管理不善等原因發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸，這類特殊火災(zāi)無法用常規(guī)的滅火救援技戰(zhàn)術(shù)撲滅，導(dǎo)致巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失和人民群體恐懼心理。文章通過對(duì)鋰電生產(chǎn)企業(yè)的大量調(diào)研以及目前所發(fā)生的安全事故案例的分析，采用因果分析法探究鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)火災(zāi)處置方法措施和消防安全應(yīng)急方案。

關(guān)鍵詞：鋰電企業(yè);生產(chǎn)環(huán)節(jié);火災(zāi);消防救援

據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)，2021年4月，全國當(dāng)月生產(chǎn)鋰電池18.7082億只，累計(jì)產(chǎn)量67.1347億只，累計(jì)增加62.6%。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，新能源及基礎(chǔ)鋰電企業(yè)如雨后春筍，呈逐年逐月快速增長之勢(shì)，鋰電池的使用已與人民生活息息相關(guān)。

然而隨著鋰電企業(yè)的蓬勃發(fā)展，其所帶來的安全隱患和火災(zāi)事故也在不斷增加，面對(duì)新領(lǐng)域?yàn)?zāi)害事故，許多指戰(zhàn)員缺乏正確認(rèn)識(shí)和專業(yè)手段。因此，應(yīng)對(duì)鋰電企業(yè)火災(zāi)，如何打造一支“裝備全面、分工明確、反應(yīng)靈敏、科學(xué)有效”的救援隊(duì)伍，避免造成人力、財(cái)力、物力的浪費(fèi)，發(fā)揮出消防救援隊(duì)伍的優(yōu)勢(shì)，是擺在當(dāng)前消防救援隊(duì)伍鋰電火災(zāi)處置的一個(gè)難題。

本文主要針對(duì)鋰的化學(xué)性質(zhì)以及“亞洲鋰都”宜春鋰電企業(yè)相對(duì)密集的特點(diǎn)，結(jié)合消防隊(duì)伍應(yīng)急救援的工作性質(zhì)，深入分析消防部門在鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生火災(zāi)該如何救援，并針對(duì)鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生的火災(zāi)如何形成配套的救援方案進(jìn)行探究。

1? 當(dāng)前宜春鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)狀及火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)

截至2020年底，宜春市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)鋰電規(guī)上企業(yè)19戶，其中碳酸鋰生產(chǎn)企業(yè)3戶（科豐新材料、合縱鋰業(yè)、金輝鋰業(yè)），鋰電池材料生產(chǎn)企業(yè)4戶（贛鋒鋰業(yè)、升華新材料、天賜高新材料、正拓新能源），鋁塑膜生產(chǎn)企業(yè)1戶（明冠新材料），鋰電池生產(chǎn)企業(yè)5戶（遠(yuǎn)東福斯特、倍特力新能源、鴻興能源、金路新能源、允福亨新能源），電機(jī)電控生產(chǎn)企業(yè)1家（阿爾法動(dòng)力），新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)2戶（宜春客車廠、江特電動(dòng)車），其他配套及鋰電產(chǎn)品應(yīng)用企業(yè)3戶（蓋瑞新能源、科鋰新能源、贏合科技）。鋰電在建項(xiàng)目16個(gè)，其中新建項(xiàng)目11個(gè)。如表1所示。

如此大的鋰電產(chǎn)業(yè)集群，給宜春市帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也對(duì)安全生產(chǎn)和消防工作提出了更高的要求。由于鋰屬于活潑金屬，其化學(xué)性質(zhì)決定其本身的危險(xiǎn)性大，生產(chǎn)工序復(fù)雜并且存在起火、爆炸、有害氣體泄漏、強(qiáng)腐蝕液體迸濺等風(fēng)險(xiǎn)，使鋰電產(chǎn)業(yè)成為潛在安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)較大的行業(yè)，火災(zāi)形勢(shì)較為嚴(yán)峻。

2? 研究鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中危險(xiǎn)防控的意義

鏗電新能源產(chǎn)業(yè)以鏗離子電池的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為主，是具有社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的新興產(chǎn)業(yè)。銼電新能源產(chǎn)業(yè)鏈包括上游的鏗礦等自然資源，中游的鏗離子電池材料和電池，下游的鏗離子電池在儲(chǔ)能、能源驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

隨著傳統(tǒng)能源的逐漸枯竭，生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞，尋找和開發(fā)新能源己成為各國政府看好的“重頭戲”。銼離子電池具有體積小、質(zhì)量輕、工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長、自放電率低、無記憶效應(yīng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的可移動(dòng)電源，廣泛運(yùn)用于電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)和數(shù)碼產(chǎn)業(yè)以及太陽能等新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。

而宜春作為“亞洲鋰都”在快速發(fā)展的同時(shí)，仍存在著許多安全隱患。鋰電池作為高能量模塊由于產(chǎn)品自身的潛在缺陷或生產(chǎn)過程中操作不當(dāng)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)自燃、自爆等現(xiàn)象，從而引起火災(zāi)并造成人身傷害。如果火災(zāi)沒有及時(shí)安全的處理，將會(huì)給相關(guān)企業(yè)和社會(huì)帶來巨額的財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響。[1]普及基本的鋰電池知識(shí)和危險(xiǎn)處置可以幫助避免消防指戰(zhàn)員在救援的過程中出現(xiàn)人為的救援錯(cuò)誤，加強(qiáng)消防指戰(zhàn)員在面對(duì)鋰電生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)生火災(zāi)的處置能力。

3? 鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中存在的火災(zāi)危險(xiǎn)性

3.1? 上游企業(yè)

鋰電池通常分兩大類：（1）鋰金屬電池，這類電池一般是使用二氧化錳為正極材料，以金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池;（2）鋰離子電池，這類電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料，以石墨為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)的電池。

鋰金屬電池的能量密度高，理論上能達(dá)到3860Wh/kg，但也存在缺點(diǎn)，其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電，這使得其無法作為反復(fù)使用的動(dòng)力電池。而鋰離子電池因?yàn)榫哂蟹磸?fù)充電的能力，所以現(xiàn)在被作為主要的動(dòng)力電池發(fā)展。通常我們說得最多的動(dòng)力電池，主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池（三元鎳鈷錳）等幾種。如圖1所示。

在這些電池的原材料中，金屬鋰的生產(chǎn)危險(xiǎn)性最大。金屬鋰具有質(zhì)量輕、負(fù)電位高、比能量大等優(yōu)點(diǎn)，成為新的電池能源材料。鋰是最輕的金屬元素，化學(xué)性質(zhì)活潑，熔點(diǎn)較低，經(jīng)常用于合金生產(chǎn)，特別是鋁合金、鎂合金等，宜春市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi)擁有全球最大的金屬鋰生產(chǎn)企業(yè)（贛鋒鋰業(yè)），由于反應(yīng)活性高、熔點(diǎn)低的特點(diǎn)，金屬鋰遇濕易燃，熔融狀態(tài)或粉狀顆粒在空氣中能自燃，所以對(duì)生產(chǎn)工序的嚴(yán)謹(jǐn)性要求更高，稍有不慎就容易發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸。

2013年7月9日晚，某鋰業(yè)其控股子公司無錫某鋰業(yè)有限公司發(fā)生意外起火，事故造成的直接財(cái)產(chǎn)損失近1000萬元，所幸此次事故并未造成人員傷亡。事故原因是由于工作人員操作不當(dāng)，導(dǎo)致金屬鋰在熔融狀態(tài)下暴露在空氣中，發(fā)生自燃并且迅速蔓延。

3.2? 下游企業(yè)

鋰電池是一種化學(xué)電源，在受熱，或者在針刺、擠壓、沖撞等極端情況下，往往會(huì)引發(fā)隔膜的熔斷，從而導(dǎo)致電池正、負(fù)極間直接接觸而發(fā)生內(nèi)部短路，高溫作用下的電極材料會(huì)發(fā)生多種放熱反應(yīng)，熱量的持續(xù)堆積有可能引發(fā)電池火災(zāi)。

鋰電池火災(zāi)特點(diǎn)包括：（1）組裝后的鋰離子電池需進(jìn)行化成，即給予一定的電流，使電池正負(fù)極活性物質(zhì)被激發(fā)，最后使電池具有放電能力，電池只有經(jīng)過化成后才能作為電源使用，化成后電池需要在一定溫度下靜置，靜置時(shí)主要風(fēng)險(xiǎn)在于大量電池在一起，其中異常電池自燃可能引起多個(gè)電池燃燒，甚至在受限空間的氣體爆炸。（2）電池生產(chǎn)好后會(huì)集中放置在倉庫中，由于鋰電池內(nèi)部以“單元”為單位進(jìn)行分隔，陷入“熱失控”的某個(gè)單元釋放的大量能量會(huì)使其周圍的鋰電池“單元”也發(fā)生“熱失控”，研究表明，當(dāng)鋰電池內(nèi)部溫度過熱達(dá)到1000℃，會(huì)引發(fā)爆炸[2]。

2016年5月31日下午5點(diǎn)53分，位于啟東市的某電源有限公司的鋰電車間起火，在處置過程中，現(xiàn)場突發(fā)爆炸，事故當(dāng)場造成2人遇難，其中1人是消防員，1人是涉事公司員工，另有18人不同程度受傷。事故原因是電池內(nèi)部短路造成迅速升溫，同時(shí)影響相鄰的電池發(fā)生變化造成的爆炸。

4? 應(yīng)對(duì)鋰電火災(zāi)救援的探究

4.1? 明“鋰”知性，高效快速施救

在鋰電生產(chǎn)企業(yè)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防部門接警時(shí)應(yīng)當(dāng)先明確燃燒物質(zhì)、知曉理化性質(zhì)，有無被困人員以及現(xiàn)場存放等情況。

其實(shí)明確燃燒物質(zhì)，主要是針對(duì)鋰電原料，而原料火災(zāi)的關(guān)鍵在于是否為金屬鋰，如發(fā)生金屬鋰生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)生火災(zāi)，就需要大量的干沙土、水泥粉等進(jìn)行撲救，切忌用水撲救，用水甚至?xí)?dǎo)致爆炸，在生產(chǎn)企業(yè)和消防部門日常準(zhǔn)備的沙土畢竟有限，由于時(shí)間、人為等不可控的因素，災(zāi)情發(fā)生時(shí)，臨時(shí)調(diào)度會(huì)耽誤最佳救火時(shí)機(jī)。因此，就需要加強(qiáng)地區(qū)的社會(huì)聯(lián)動(dòng)，提請(qǐng)各級(jí)政府強(qiáng)化各部門和社會(huì)組織的應(yīng)急救援中的職責(zé)分工，充分參與應(yīng)急工作的積極性和主動(dòng)性，整合資源、發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，從而對(duì)資源的配置、儲(chǔ)備、布局、優(yōu)化、調(diào)用等。

4.2? 設(shè)防布哨，監(jiān)控潛在危險(xiǎn)

鋰電池內(nèi)部短路和電池組過熱是引起鋰電池著火爆炸的主要原因，著火爆炸前會(huì)有煙和熱產(chǎn)生，而且三元電池自身具有轟然特性。因此可以在發(fā)生火災(zāi)的建筑四周設(shè)立安全員，密切觀察火場煙、熱釋放情況。內(nèi)攻人員應(yīng)攜帶可燃和有毒氣體檢測儀、測溫儀等設(shè)備，持續(xù)監(jiān)測鋰電的溫度，隨時(shí)監(jiān)控潛在的危險(xiǎn)。

同時(shí)，鋰電堆放區(qū)若發(fā)生火災(zāi)，有煙霧冒出，應(yīng)在外圍向鋰電池冒煙區(qū)域噴水降溫，防止鋰電池突然爆炸，最主要的是它會(huì)產(chǎn)生大量有毒氣體，因此救援人員應(yīng)聚集在上風(fēng)向，加強(qiáng)現(xiàn)場作戰(zhàn)人員個(gè)人安全防護(hù)，防止吸入有毒煙氣;還要注意電池堆放空間是否密閉或者與密閉空間連通，謹(jǐn)防可燃?xì)怏w聚集引發(fā)爆炸;由于鋰電池內(nèi)部的不穩(wěn)定性，就算是明火撲滅也有可能會(huì)發(fā)生復(fù)燃，因此，在施救完成將鋰電池轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域后，還是需要設(shè)置安全科學(xué)的警戒區(qū)域，并且派安全員對(duì)其內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以防復(fù)燃再次造成傷害。

4.3? 因地制宜，采取降溫控制

鋰電火災(zāi)中最為頻繁的成品鋰電池的火災(zāi)，此類火災(zāi)初期熱失控后，應(yīng)及時(shí)采取自身配備的自動(dòng)滅火系統(tǒng)控制，熱失控?cái)U(kuò)散后發(fā)生大規(guī)模燃燒的撲滅難度較大，此時(shí)救援重點(diǎn)應(yīng)為防擴(kuò)散，做好其他設(shè)施和成品的隔離防護(hù)，防止人員進(jìn)入，待燃燒峰值過后，開展實(shí)施滅火作戰(zhàn)。

考慮到大量鋰電池存放堆積的情況，若鋰電池已經(jīng)發(fā)生燃爆后燃燒，可以水滅火撲救，水對(duì)鋰電池有很好的降溫作用，明火撲滅后，應(yīng)持續(xù)用水給鋰電池降溫，待溫度降低后迅速轉(zhuǎn)移鋰電池，避免復(fù)燃。根據(jù)鋰電池火災(zāi)持續(xù)放能的特點(diǎn)和調(diào)研大量現(xiàn)有廠區(qū)處置措施，撲救的最好效果往往需要將成品鋰電池浸泡在水中，達(dá)到持續(xù)性降溫的要求。這種情況下，可將鋰電池轉(zhuǎn)運(yùn)至消防水池、周邊水塘和水坑，或者在周邊條件允許時(shí)，甚至可以調(diào)度挖掘機(jī)在廠房周圍挖設(shè)出一個(gè)臨時(shí)蓄水池，將發(fā)熱電池放入其中，以此來解決鋰電池需要持續(xù)降溫的要求。

4.4? 按需施訓(xùn)，強(qiáng)化實(shí)戰(zhàn)能力

要加強(qiáng)基層指揮員和指戰(zhàn)員特殊災(zāi)害事故處置的戰(zhàn)術(shù)學(xué)習(xí)，特別是鋰電產(chǎn)品的理化性質(zhì)、參數(shù)、事故特點(diǎn)、處置措施、注意事項(xiàng)等，只有這樣，才能做到在參加救援時(shí)心中有數(shù)，避免盲目蠻干;要進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練，堅(jiān)持從“實(shí)戰(zhàn)”出發(fā)，結(jié)合宜春轄區(qū)鋰電企業(yè)密集的特點(diǎn)，開展針對(duì)性的訓(xùn)練，對(duì)特殊災(zāi)害事故救援中的偵察檢測、器具堵漏、進(jìn)攻防毒、冷卻保護(hù)等重點(diǎn)科目進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，提高消防隊(duì)伍搶險(xiǎn)救援的處置能力;要制定鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中火災(zāi)事故的搶險(xiǎn)救援處置預(yù)案，并在預(yù)案的基礎(chǔ)上加強(qiáng)模擬演練，不斷修改完善，使預(yù)案更加科學(xué)合理，貼近實(shí)戰(zhàn)[3]。

4.5? 外聚合力，提供專業(yè)支撐

積極與宜春本地鋰電產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)和鋰電產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟互動(dòng)合作，探索建立聯(lián)合救援出警制度，為處置重大災(zāi)害事故時(shí)提供技術(shù)支持，為特殊災(zāi)害的應(yīng)急救援補(bǔ)充重要的科學(xué)理論力量。日常的學(xué)習(xí)訓(xùn)練中也可邀請(qǐng)專家，進(jìn)行理論知識(shí)培訓(xùn)，共同加強(qiáng)鋰電火災(zāi)撲救實(shí)驗(yàn)研究，通過理論指導(dǎo)實(shí)踐，使指戰(zhàn)員從撲救常規(guī)火災(zāi)訓(xùn)練向處置現(xiàn)代災(zāi)害事故訓(xùn)練轉(zhuǎn)變。

4.6? 加大投入，升級(jí)救援裝備

當(dāng)代災(zāi)害事故現(xiàn)場情況日趨復(fù)雜，不能僅靠指戰(zhàn)員奮勇頑強(qiáng)的精神來彌補(bǔ)裝備上的不足，因此，要采取強(qiáng)力措施，加大投入，升級(jí)消防搶險(xiǎn)救援裝備。同時(shí)，要完善裝備體系結(jié)構(gòu)合理配套，在確保常規(guī)滅火、搶險(xiǎn)救援器材完好的前提下，優(yōu)先購置急需的洗消、防護(hù)、破拆、救生、化學(xué)和毒氣偵檢等智能型器材，以及與此相適配的裝備，以應(yīng)對(duì)隨時(shí)發(fā)生的、緊急災(zāi)害事故的搶險(xiǎn)救援工作需要[4]。

5? 結(jié)語

在宜春鋰電企業(yè)相對(duì)密集的社會(huì)背景下，許多指戰(zhàn)員在面對(duì)鋰電企業(yè)發(fā)生火災(zāi)時(shí)該如何處置，還存在很多困惑，不知道該如何正確應(yīng)對(duì)，給消防救援帶來了很多的不穩(wěn)定性和危險(xiǎn)性。

本文通過對(duì)鋰的化學(xué)性質(zhì)及鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)中可能遇到的火災(zāi)情況、該如何處置的普及，以此來指導(dǎo)指戰(zhàn)員該如何應(yīng)對(duì)鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)遇到的火災(zāi)情況。同時(shí)，消防隊(duì)伍的現(xiàn)狀、問題、原因剖析，結(jié)合宜春轄區(qū)的特點(diǎn)，對(duì)鋰電企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中危險(xiǎn)防控進(jìn)行了探究。

當(dāng)然，本文在研究過程中，還有很多不足。由于本文的主要研究方法是案例分析法，是基于已發(fā)生的案例基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，對(duì)以后在救援中會(huì)面對(duì)一些什么突發(fā)情況有待于進(jìn)一步考證，此論文僅提供科學(xué)合理的建設(shè)性指導(dǎo)意見。探究給出的建議也是只基于消防隊(duì)伍的建設(shè)，在面對(duì)重大的火災(zāi)事故還有很多的方面需要考慮，比如資源的整合、重大事故的通信調(diào)度指揮等方面，還需要進(jìn)一步探究。

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Abstract：In daily life， lithium batteries heat， spontaneous combustion， spontaneous explosion events occur from time to time， and cause some personal injury and property damage， which brings confusion and fear to many people. More serious is the lithium battery in the production process due to improper operation， mismanagement， and other reasons of fire or even explosion， this type of special fire cannot be extinguished with conventional firefighting and rescue techniques and tactics， resulting in huge social and economic losses and fear of people groups. The article uses cause-and-effect analysis to explore the measures of fire disposal methods and fire safety emergency solutions in the production chain of lithium enterprises through extensive research on lithium production enterprises and the analysis of safety accident cases that have occurred so far.

Keywords：lithium enterprises; production link; fire; fire rescue