鋰電池及鋰離子電池是項(xiàng)偉大的技術(shù)，必將為全球電能的存儲(chǔ)和供應(yīng)帶來巨大的變化和貢獻(xiàn)。盡管如此，其帶來的火災(zāi)(爆炸)風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。因此，我們應(yīng)當(dāng)采取必要的防火和滅火措施，用于降低該風(fēng)險(xiǎn)，提升安全性。

鋰電池，包括鋰離子電池，優(yōu)點(diǎn)在于性價(jià)比高，重量輕，環(huán)保，但是由于他們儲(chǔ)存的很大的能量，因此，火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)也較高。無論是儲(chǔ)能行業(yè)的大型電池，還是電動(dòng)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(xiǎn)性。

無論何時(shí)，儲(chǔ)存在首先空間內(nèi)的能量都有釋放的傾向，有時(shí)還是劇烈的。因此，在整個(gè)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(gè)行業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)，包括電池制造業(yè)、運(yùn)輸物流、倉(cāng)儲(chǔ)管理和電池應(yīng)用。對(duì)于從事風(fēng)控和消防行業(yè)的同仁來說，如何量化這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，如何針對(duì)危險(xiǎn)進(jìn)行有效保護(hù)，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(shí)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。

鋰離子電池，是可充電的。它比鋰電池重量更輕，同時(shí)提供高儲(chǔ)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(jī)、電動(dòng)新能源汽車、醫(yī)療設(shè)備、以及儲(chǔ)能系統(tǒng)等。

隨著鋰(離子)電池應(yīng)用的飛速增長(zhǎng)，其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)也充斥在其整個(gè)生命周期。從制造、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、到最終用戶，都應(yīng)更多意識(shí)到這個(gè)優(yōu)秀的工具在提供能量的同時(shí)，也帶來火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。該電池供應(yīng)鏈上每個(gè)環(huán)節(jié)，都應(yīng)由有負(fù)責(zé)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(huì)因?yàn)檫^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(jì)不良或機(jī)械損壞等等。過熱會(huì)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(huì)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(fèi)掉。

一旦某個(gè)電池單元進(jìn)入熱失控狀態(tài)，它會(huì)產(chǎn)生足夠的熱量，使得相鄰的電池單元也進(jìn)入熱失控狀態(tài)。隨著每個(gè)電池單元輪流破裂并釋放其內(nèi)含物，就會(huì)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(huì)釋放可燃燒的鋰金屬。于是就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)巨大的問題，這些火災(zāi)不能像正常火災(zāi)一樣對(duì)待，需要開展有針對(duì)性的培訓(xùn)，防控規(guī)劃，合理存儲(chǔ)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(cè)，當(dāng)電池進(jìn)入熱失控時(shí)，熱失控傳播會(huì)產(chǎn)生可識(shí)別的標(biāo)記;電池也會(huì)以某種方式表現(xiàn)出相應(yīng)特征。火勢(shì)可能會(huì)呈現(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(fù)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(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)措施和運(yùn)輸環(huán)境進(jìn)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(fù)面事故的發(fā)生幾率，從而控制風(fēng)險(xiǎn)，才能讓該電池系統(tǒng)讓用戶用的放心。

風(fēng)險(xiǎn)管理

我們完全可以做到，鋰電池火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)可以進(jìn)行有效管理。通過合理的規(guī)劃，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，存儲(chǔ)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(fēng)險(xiǎn)。在制定管理電池火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的策略時(shí)，應(yīng)該關(guān)注以下幾個(gè)方面

儲(chǔ)存/運(yùn)輸安全

有些危險(xiǎn)是和處理電池本身相關(guān)的危險(xiǎn)。在大多數(shù)情況下，電池機(jī)械損傷可能會(huì)成為引發(fā)熱失控(火災(zāi)/爆炸)事件的最高風(fēng)險(xiǎn)因素。對(duì)電池的處理不當(dāng)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(huì)發(fā)布了與儲(chǔ)存中的鋰離子電池可燃性特性相關(guān)的數(shù)據(jù)。該報(bào)告詳細(xì)描述了針對(duì)倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)中鋰離子電池的大規(guī)模火災(zāi)所進(jìn)行的測(cè)試，這是對(duì)于火災(zāi)事故中的電池所開展的突破性研究。測(cè)試結(jié)果似乎證實(shí)了以下幾點(diǎn):

因?yàn)檫@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(dú)特的火災(zāi)危險(xiǎn)。

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(dāng)鋰電池散裝儲(chǔ)存在瓦楞紙板箱中時(shí)，鋰離子電池的早期滅火和冷卻對(duì)于正確保護(hù)設(shè)施是必要的。

用于其他類型高危險(xiǎn)產(chǎn)品和材料的現(xiàn)有保護(hù)解決方案，可以有效保護(hù)大批量存儲(chǔ)的鋰離子電池。

活動(dòng)仍有其局限性。其中一個(gè)明顯的局限性在于它僅測(cè)試了小容量18650電池。18650電池通常在電子設(shè)備中進(jìn)行使用(被視為AA尺寸)。對(duì)于更高容量電池(如在電動(dòng)車輛，能量存儲(chǔ)器和其它配置中所使用的電池)也需要開展燃燒測(cè)試，因?yàn)檫@些電池的燃燒特性和產(chǎn)生的后果會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同。大容量電池對(duì)火災(zāi)管理提出的挑戰(zhàn)不容忽視。

NFPA和其他標(biāo)準(zhǔn)制定組織尚未完成管理電池火災(zāi)問題的正式標(biāo)準(zhǔn)和指南，但是現(xiàn)有的存儲(chǔ)和運(yùn)輸策略可以用來協(xié)助管理火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。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(gè)很好的開始。這些公司不同于一般的滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和消防工程承包商，因?yàn)樗麄兙ㄓ诤弯囯姵鼗馂?zāi)問題密切相關(guān)的獨(dú)特存儲(chǔ)和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)抑制方法，以及具備相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)踐。

SCIC來進(jìn)行滅火。基于這種考慮，一個(gè)行之有效的辦法是是把電池存儲(chǔ)安裝在具有冷卻滅火系統(tǒng)的環(huán)境中。對(duì)鋰離子(二次)電池滅火最好的辦法是對(duì)燃燒的材料進(jìn)行冷卻;鋰電池(含金屬鋰)滅火則需要單獨(dú)的滅火方法。

這對(duì)于EHS至關(guān)重要。通過外部存儲(chǔ)或遠(yuǎn)程存儲(chǔ)將鋰電池和其他生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行隔離也是值得注意的方案。電池存儲(chǔ)堆場(chǎng)應(yīng)允許非現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)，在使用單位需要時(shí)可以進(jìn)行及時(shí)(just-in-time)交付。

如上所述，電池幾乎是商業(yè)社會(huì)和個(gè)人生活中不可分割的一部分;它們和每個(gè)人的生活息息相關(guān)。因此，任何組織和個(gè)人都應(yīng)該意識(shí)到這些電池可能帶來的獨(dú)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(xùn)，減少火災(zāi)事故的發(fā)生并確保附加安全保護(hù)措施。這些培訓(xùn)可能涉及電池危害意識(shí)問題，或可能包括更詳細(xì)的情境培訓(xùn)，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(xùn)練將有助于保護(hù)生命和財(cái)產(chǎn)。

SOP)包括指導(dǎo)電池的運(yùn)輸和接收，處理，日常使用，存儲(chǔ)和其他功能的過程。適宜的電池標(biāo)準(zhǔn)操作程序(SOP)將涉及電池整個(gè)壽命周期的各個(gè)方面。這些程序?yàn)殡姵氐陌踩褂煤筒倏靥峁┝嘶A(chǔ)，也是開發(fā)有效的風(fēng)險(xiǎn)管理流程的起點(diǎn)。

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(dāng)?shù)膬?chǔ)存，處理和應(yīng)急響應(yīng)的可行辦法。需要注意的是，化學(xué)品安全說明書(MSDS)的建議通常波動(dòng)比較大，有時(shí)是非常不同的。

需要指出的是，目前的測(cè)試活動(dòng)仍有其局限性。其中一個(gè)明顯的局限性在于它僅測(cè)試了小容量18650電池。18650電池通常在電子設(shè)備中進(jìn)行使用(被視為AA尺寸)。對(duì)于更高容量電池(如在電動(dòng)車輛，能量存儲(chǔ)器和其它配置中所使用的電池)也需要開展燃燒測(cè)試，因?yàn)檫@些電池的燃燒特性和產(chǎn)生的后果會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不同。大容量電池對(duì)火災(zāi)管理提出的挑戰(zhàn)不容忽視。

盡管NFPA和其他標(biāo)準(zhǔn)制定組織尚未完成管理電池火災(zāi)問題的正式標(biāo)準(zhǔn)和指南，但是現(xiàn)有的存儲(chǔ)和運(yùn)輸策略可以用來協(xié)助管理火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。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(gè)很好的開始。這些公司不同于一般的滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和消防工程承包商，因?yàn)樗麄兙ㄓ诤弯囯姵鼗馂?zāi)問題密切相關(guān)的獨(dú)特存儲(chǔ)和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)抑制方法，以及具備相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)管理實(shí)踐。

最起碼的認(rèn)識(shí)是，起用有效的電池火災(zāi)抑制和滅火系統(tǒng)，是電池存儲(chǔ)系統(tǒng)的有效風(fēng)險(xiǎn)管理策略。這些系統(tǒng)將涵蓋整個(gè)火災(zāi)事件過程，并通過冷卻，隔離和抑制，或SCIC來進(jìn)行滅火。基于這種考慮，一個(gè)行之有效的辦法是是把電池存儲(chǔ)安裝在具有冷卻滅火系統(tǒng)的環(huán)境中。對(duì)鋰離子(二次)電池滅火最好的辦法是對(duì)燃燒的材料進(jìn)行冷卻;鋰電池(含金屬鋰)滅火則需要單獨(dú)的滅火方法。

另一個(gè)辦法是將鋰電池與其他電池化學(xué)品和商品(在存儲(chǔ)，運(yùn)輸中)進(jìn)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(jìn)行儲(chǔ)存(運(yùn)輸)。這對(duì)于EHS至關(guān)重要。通過外部存儲(chǔ)或遠(yuǎn)程存儲(chǔ)將鋰電池和其他生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行隔離也是值得注意的方案。電池存儲(chǔ)堆場(chǎng)應(yīng)允許非現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)，在使用單位需要時(shí)可以進(jìn)行及時(shí)(just-in-time)交付。

顯然，鋰電池技術(shù)雖然是一種強(qiáng)大的工具，但是也有其自身缺點(diǎn)。適宜的規(guī)劃，存儲(chǔ)和操作培訓(xùn)將有助于有效電池管理系統(tǒng)的安全性。對(duì)于火災(zāi)和爆炸問題進(jìn)行長(zhǎng)期有效的關(guān)注，將大大有助于保護(hù)寶貴生命和財(cái)產(chǎn)免受這些風(fēng)險(xiǎn)的傷害。南京和本機(jī)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)。