鋰電池儲(chǔ)存安全現(xiàn)狀及處置對(duì)策研究

戴忠

摘要：企業(yè)對(duì)于鋰電池的安全儲(chǔ)存和管理若存在認(rèn)知不足和意識(shí)淡漠問(wèn)題，極易引發(fā)事故?，F(xiàn)通過(guò)調(diào)研企業(yè)鋰電池儲(chǔ)存現(xiàn)狀，并排查相關(guān)隱患、總結(jié)突出問(wèn)題，提出有針對(duì)性的指導(dǎo)建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：鋰電池儲(chǔ)存；隱患排查；安全監(jiān)控；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；應(yīng)急處置

中圖分類號(hào)：D631.6? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：2096-1227（2023）12-0071-04

1 研究背景

經(jīng)過(guò)30多年的不斷升級(jí)，鋰電池已成為小容量市場(chǎng)和大容量?jī)?chǔ)能設(shè)備領(lǐng)域中的成熟應(yīng)用。然而，其安全性一直是限制使用場(chǎng)景的重要問(wèn)題。近年來(lái)，涉及電動(dòng)車的火災(zāi)或燃燒事故時(shí)有發(fā)生，需要更加注意防范。2022年，全年共接報(bào)電動(dòng)自行車（電動(dòng)助力車）火災(zāi)1.8萬(wàn)起，比2021年上升23.4%，接報(bào)居住場(chǎng)所內(nèi)因蓄電池（電動(dòng)自行車充電電池居多）故障引發(fā)的火災(zāi)3242起，比2021年上升17.3%[1]。北京大紅門儲(chǔ)能電站于2021年4月16日發(fā)生起火爆炸事故，事故造成1人遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷，火災(zāi)直接財(cái)產(chǎn)損失1660.81萬(wàn)元[2]。

目前，鋰電池的安全標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)規(guī)范相對(duì)滯后，導(dǎo)致許多企業(yè)在實(shí)際安全管理中缺乏法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)可供參考。同時(shí)，企業(yè)若在鋰電池的儲(chǔ)存和管理方面存在認(rèn)知不足、意識(shí)淡漠等問(wèn)題，極易引發(fā)事故。為此，通過(guò)調(diào)研某園區(qū)企業(yè)鋰電池儲(chǔ)存現(xiàn)狀并排查相關(guān)隱患、總結(jié)突出問(wèn)題，提出有針對(duì)性的指導(dǎo)建議。

2 鋰電池儲(chǔ)存的突出問(wèn)題

根據(jù)企業(yè)經(jīng)營(yíng)性質(zhì)，可將鋰電池企業(yè)分為鋰電池Pack企業(yè)和散件組裝鋰電企業(yè)。鋰電池Pack企業(yè)會(huì)根據(jù)下游企業(yè)的應(yīng)用場(chǎng)景需求，將鋰電池組裝成特定形式并配以電池管理系統(tǒng)。散件組裝鋰電企業(yè)則是指在產(chǎn)品生產(chǎn)銷售過(guò)程中需要使用到鋰電池的企業(yè)，例如電腦組裝、無(wú)人飛機(jī)生產(chǎn)、自動(dòng)機(jī)械臂制造等。需要注意的是，除了向散件組裝企業(yè)提供動(dòng)力來(lái)源外，一些鋰電池Pack企業(yè)還向儲(chǔ)能場(chǎng)景提供服務(wù)。對(duì)于這類企業(yè)來(lái)說(shuō)，一是在倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)大量原材料時(shí)要格外小心；二是在單個(gè)產(chǎn)品（如儲(chǔ)能站）中所含高密度能源型號(hào)數(shù)量較多時(shí)要格外小心。相比之下，這種類型的企業(yè)需要更加重視安全管理。目前企業(yè)鋰電池儲(chǔ)存存在的突出問(wèn)題有：

2.1? 鋰電池倉(cāng)庫(kù)未獨(dú)立設(shè)置

經(jīng)過(guò)對(duì)某園區(qū)30家鋰電池使用及儲(chǔ)存企業(yè)實(shí)地調(diào)研考察，發(fā)現(xiàn)只有不到50%的鋰電池企業(yè)設(shè)置了獨(dú)立的倉(cāng)庫(kù)存放鋰電池。同時(shí)，這些企業(yè)還存在混存混放問(wèn)題（見(jiàn)圖1）以及未單獨(dú)存放廢舊電池的情況。廢舊鋰電池屬于甲類危險(xiǎn)品，而存在安全缺陷的次品電池更是會(huì)顯著提高自燃和失控風(fēng)險(xiǎn)。一般來(lái)說(shuō)，鋰電池倉(cāng)庫(kù)中存放有少量其他材料的問(wèn)題可以輕易整改。但是如果有大量其他材料被存放在鋰電池倉(cāng)庫(kù)，而鋰電池?cái)?shù)量較少，就需要重新規(guī)劃合適的倉(cāng)庫(kù)專門用于存儲(chǔ)鋰電池。

鋰電池的自放電會(huì)受到環(huán)境溫度和濕度的影響，高溫和潮濕都會(huì)加速電池的自放電。如果儲(chǔ)存環(huán)境溫度過(guò)高，鋰電池的自放電速率就會(huì)增加，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致鋰電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)增加。而水分對(duì)鋰離子電池性能具有重要影響，在生產(chǎn)過(guò)程中需要嚴(yán)格控制水分含量以防止腐蝕損壞正負(fù)極材料和捕收劑?！对姵?第4部分：鋰電池的安全要求》就規(guī)定勿將鋰電池置于陽(yáng)光直射或雨淋處，因?yàn)槌睗窨赡軙?huì)導(dǎo)致絕緣性能下降并引起自放電和腐蝕現(xiàn)象。為了保證最佳效果，正常的儲(chǔ)存溫度應(yīng)在+10℃～+25℃之間，并避免長(zhǎng)時(shí)間暴露于極端濕度環(huán)境下。室外存放儲(chǔ)能電站見(jiàn)圖2。

但經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有些管理人員并不清楚鋰電池對(duì)儲(chǔ)存環(huán)境的要求，也沒(méi)有考慮到需要單獨(dú)設(shè)置倉(cāng)庫(kù)。即使企業(yè)單獨(dú)設(shè)置了鋰電池倉(cāng)庫(kù)，也很少采取措施有效控制環(huán)境溫濕度。

2.2? 鋰電池倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)不完善

對(duì)于鋰電池使用儲(chǔ)存企業(yè)而言，如果自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)存在缺陷，就難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋰電池?zé)崾Э睾蛡}(cāng)庫(kù)火災(zāi)，因此，企業(yè)需要更有效的監(jiān)測(cè)和報(bào)警機(jī)制。敞開式“中間倉(cāng)庫(kù)”難以安裝可靠的火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警設(shè)備，而獨(dú)立設(shè)置的鋰電池倉(cāng)庫(kù)只有極少數(shù)企業(yè)安裝了感煙探測(cè)器，并且這些設(shè)備未能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警或遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸。例如，某公司在其鋰電池倉(cāng)庫(kù)布置了一個(gè)感煙探測(cè)器，但該設(shè)備沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警功能，并且報(bào)警信號(hào)只能傳輸至固定手機(jī)客戶端，在及時(shí)發(fā)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)情況方面存在一定難度。設(shè)計(jì)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)時(shí)必須考慮監(jiān)測(cè)的有效性。對(duì)于早期火災(zāi)預(yù)防來(lái)說(shuō)，依靠感煙感溫探測(cè)器并不理想。因此建議采用可燃?xì)怏w報(bào)警裝置，并配備聲光報(bào)警以及遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸功能。在安裝探頭時(shí)需要考慮數(shù)量和位置等因素，并可以考慮加裝圖像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或紅外區(qū)域探測(cè)器等早期火災(zāi)監(jiān)測(cè)設(shè)備。需要注意的是，如果要在鋰電池倉(cāng)庫(kù)內(nèi)安裝早期自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)并相應(yīng)聯(lián)動(dòng)事故排風(fēng)裝置，還需考慮防爆要求。

2.3? 倉(cāng)庫(kù)鋰電池堆放不符合安全要求

針對(duì)鋰電池的堆放有兩點(diǎn)要求：一是高度不得過(guò)高，不能超過(guò)制造商規(guī)定的高度。一般紙質(zhì)包裝箱的堆放高度不得超過(guò)1.5m，木箱的堆放高度不超過(guò)3m。這是因?yàn)槿绻姵叵浏B在一起，最下層箱中的電池可能會(huì)受損并導(dǎo)致電解質(zhì)泄漏。顯然，電池箱堆放的高度取決于包裝箱強(qiáng)度。二是每個(gè)堆垛之間應(yīng)至少滿足倉(cāng)儲(chǔ)場(chǎng)所規(guī)定的“五距”。調(diào)查結(jié)果表明，在鋰電池倉(cāng)庫(kù)中較少出現(xiàn)高度堆放情況，但大多數(shù)企業(yè)未能滿足“五距”要求。雖然許多公司使用貨架存儲(chǔ)鋰電池符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)承重和堆疊限制，但考慮到鋰電池爆炸危險(xiǎn)性及單位體積內(nèi)能量密度過(guò)高可能帶來(lái)嚴(yán)重后果，因此建議避免采用貨架形式存儲(chǔ)[3]。

2.4? 廢舊電池未單獨(dú)存放

廢舊電池應(yīng)單獨(dú)存放的原因有兩個(gè)：一是廢舊電池和良好電池的危險(xiǎn)性不同，不能混在一起。二是廢舊電池因其危險(xiǎn)性對(duì)儲(chǔ)存環(huán)境有特別要求。有安全缺陷的次品電池屬于甲類火災(zāi)危險(xiǎn)物，因此，如果廢舊電池未經(jīng)處理消除其安全隱患，則應(yīng)按照甲類危險(xiǎn)物質(zhì)的儲(chǔ)存要求進(jìn)行儲(chǔ)存。然而，在實(shí)地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，許多企業(yè)將廢舊鋰電池與正常鋰電池混放在同一個(gè)倉(cāng)庫(kù)里。雖然廢舊電池的數(shù)量不大，但是對(duì)于大量正常鋰電池來(lái)說(shuō)，無(wú)疑增加了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

部分企業(yè)雖然將廢舊鋰電池進(jìn)行了單獨(dú)存放，但是沒(méi)有采取防潮和防高溫措施。例如，某家企業(yè)將廢舊鋰電池放在室外（見(jiàn)圖3），這樣不僅難以抵御雨水和高溫的侵襲，而且還會(huì)增加短路風(fēng)險(xiǎn)。如果采取適當(dāng)措施對(duì)廢舊電池進(jìn)行處理，則可以根據(jù)實(shí)際情況降低儲(chǔ)存要求，當(dāng)然，在處理過(guò)程中也需要尋求相關(guān)資質(zhì)單位幫助并做好相應(yīng)處置工作。

調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，有些企業(yè)管理人員對(duì)鋰電池危害了解不足，認(rèn)為鋰電池只要進(jìn)行了放電處置就不存在危險(xiǎn)。例如，某公司處理廢舊鋰電池的方法是將其放置于沙箱中進(jìn)行放電。與其他企業(yè)相比，該企業(yè)具有更高的安全意識(shí)，但需要注意的是，廢舊電池放電并不能完全消除其安全隱患，只能略微降低風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)于處理廢舊鋰電池的建議如下：如果僅是電池特性不符合需求而沒(méi)有安全隱患，可以退回給制造商；如果檢測(cè)發(fā)現(xiàn)存在安全隱患，則不應(yīng)采取一般快遞的方式退回給制造商（這會(huì)增加自燃風(fēng)險(xiǎn)），建議做好妥善處置再存放。

2.5? 事故應(yīng)急物資不足

倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的消防設(shè)施包括消火栓、沙箱和干粉滅火器等。需要注意的是，由于鋰電池內(nèi)部可能會(huì)發(fā)生自燃，最有效的撲救方式仍然是使用大量水來(lái)冷卻鋰電池內(nèi)部。所以，在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)應(yīng)該配備大容量推車式水基型滅火器以應(yīng)對(duì)局部火災(zāi)。部分企業(yè)倉(cāng)庫(kù)也會(huì)配備事故處置水桶（見(jiàn)圖4），如早期發(fā)現(xiàn)某電池單體發(fā)生自燃，可將其放置到水桶中，這樣可以避免采用滅火器進(jìn)行處置對(duì)其他電池單體造成的不良影響。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有些企業(yè)沒(méi)有制定專門應(yīng)對(duì)鋰電池事故的處置預(yù)案。若倉(cāng)庫(kù)內(nèi)發(fā)生早期鋰電池起火事件，則處理難度較高。此時(shí)禁止使用水噴淋進(jìn)行撲救，以免導(dǎo)致?lián)p失加劇，而且如果缺乏足夠的消防用水可能會(huì)使后果更加嚴(yán)重。而二氧化碳和干粉滅火劑也無(wú)法有效撲滅明火，在看不到明顯明火的位置也很容易出現(xiàn)新一輪爆燃事件。因此，建議先使用二氧化碳滅火器等工具撲打明顯火勢(shì)之處，并采取適當(dāng)方法將起火鋰電池轉(zhuǎn)移到水桶中，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中要避免鋰電池重新著火或者爆炸產(chǎn)生碎片傷害人員等問(wèn)題。

3 鋰電池企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理存在的問(wèn)題

鋰電池企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理存在的問(wèn)題有：一是缺乏短路保護(hù)；二是沒(méi)有相應(yīng)的應(yīng)急處置預(yù)案。有些企業(yè)雖然會(huì)采取防止接錯(cuò)和短路的措施，但是對(duì)正負(fù)極的保護(hù)仍有不足。例如，某些公司設(shè)計(jì)了不同的模具來(lái)避免電極接錯(cuò)的情況，但這些措施并不能完全預(yù)防其他原因?qū)е碌恼?fù)極短路。為了確保電池安全，在運(yùn)輸、裝卸和儲(chǔ)存時(shí)需要注意端子保護(hù)，并使用絕緣材料進(jìn)行覆蓋。一些公司在特定工序中也采用類似措施，如使用絕緣板覆蓋電池組表面以避免正負(fù)極短路。未采取絕緣保護(hù)的鋰電池見(jiàn)圖5，正負(fù)極模具見(jiàn)圖6，絕緣材料進(jìn)行覆蓋見(jiàn)圖7。

考慮到鋰電池組裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的熱失控情況，建議將所有產(chǎn)品放置于可移動(dòng)貨架上，以便發(fā)生鋰電池?zé)崾Э厥录r(shí)，可以迅速將貨架移到水桶旁邊進(jìn)行轉(zhuǎn)移，以縮短處置時(shí)間并保障人員安全。一般情況下，企業(yè)是使用二氧化碳滅火器和干粉滅火器進(jìn)行滅火，但這兩類滅火器難以滿足鋰電池作業(yè)場(chǎng)所的消防救援需求，建議企業(yè)在鋰電池作業(yè)場(chǎng)所增加大容量水基滅火劑配置，以備不時(shí)之需。

4 安全管理對(duì)策及建議

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，針對(duì)鋰電池企業(yè)的安全管理，提出以下建議：一是加強(qiáng)鋰電池安全培訓(xùn)。在調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，很多人認(rèn)為鋰電池放電后就較為安全，可見(jiàn)企業(yè)員工對(duì)于鋰電池特殊危險(xiǎn)性的認(rèn)識(shí)并不到位，因此，應(yīng)加強(qiáng)鋰電池安全培訓(xùn)，尤其是鋰電池事故處置方法培訓(xùn)。二是規(guī)范鋰電池倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存。目前企業(yè)在鋰電池儲(chǔ)存方面存在著不規(guī)范現(xiàn)象，建議組織相關(guān)單位和人員編寫一份翔實(shí)的鋰電池儲(chǔ)存指南，改善杜絕這一不規(guī)范現(xiàn)象。三是對(duì)鋰電池組及產(chǎn)品進(jìn)行安全評(píng)估。鋰電池的危險(xiǎn)性與其能量密度和尺寸等因素息息相關(guān)，這也進(jìn)一步影響了它們的儲(chǔ)存和現(xiàn)場(chǎng)使用要求。例如，“五距”是適用于一般情況下的標(biāo)準(zhǔn)，而不同類型的鋰電池及鋰電池組必然有著各自相應(yīng)的要求。通過(guò)量化區(qū)分不同類型鋰電池（組）之間的危險(xiǎn)性，可以為加強(qiáng)鋰電企業(yè)安全管理提供重要指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吉林日?qǐng)?bào).國(guó)家消防救援局：2022年全國(guó)共接報(bào)處置各類警情209.2萬(wàn)起[DB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1761269515585648376&wfr=spider&for=pc

[2]中國(guó)能源報(bào).“4·16”北京大紅門儲(chǔ)能電站起火爆炸事故調(diào)查結(jié)果公布[DB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1717234879967573156&wfr=spider&for=pc

[3]殷衛(wèi)星.廢舊鋰離子電池短路火災(zāi)的觸發(fā)機(jī)理及危險(xiǎn)性[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2022，41（1）：36-40.

Study on lithium battery storage safety status and disposal countermeasures

Dai Zhong

（Huangpu District Fire and Rescue Brigade Command Center of Shanghai， Shanghai 200010）

AbstraCt： If there is a lack of awareness and indifference to the safe storage and management of lithium batteries in enterprises， it is easy to cause accidents. Now， through the investigation of the current situation of lithium battery storage in enterprises， the relevant hidden dangers are investigated， and the outstanding problems are summarized， and targeted guidance and suggestions are put forward for reference.

Keywords： lithium battery storage; hidden danger investigation; safety monitoring; threat and risk assessment; emergency response