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(jī)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(jìn)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(jìn)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“正常”火災(zāi)一樣對待，需要開展有針對性的培訓(xùn)，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(dāng)電池進(jìn)入熱失控時，熱失控傳播會產(chǎn)生可識別的標(biāo)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(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Υ胧┖瓦\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，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(fēng)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(rèn)為鋰電池動力車輛的火災(zāi)風(fēng)險不會大于常規(guī)車輛系統(tǒng)，但人們普遍認(rèn)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(jī)構(gòu)也同樣不能認(rèn)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(jìn)一步加快火災(zāi)蔓延。

 

風(fēng)險管理

 

我們完全可以做到，鋰電池火災(zāi)風(fēng)險可以進(jìn)行有效管理。通過合理的規(guī)劃，風(fēng)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(fēng)險。在制定管理電池火災(zāi)風(fēng)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(jī)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(fēng)險因素。對電池的處理不當(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。

 

FM Global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(xì)描述了針對倉庫存儲中鋰離子電池的大規(guī)模火災(zāi)所進(jìn)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(dāng)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(hù)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(hù)解決方案，可以有效保護(hù)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(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(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)有的存儲和運輸策略可以用來協(xié)助管理火災(zāi)風(fēng)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(fēng)險抑制方法，以及具備相應(yīng)風(fēng)險管理實踐。

 

SCIC來進(jìn)行滅火?；谶@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(jìn)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(yuǎn)程存儲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。電池存儲堆場應(yīng)允許非現(xiàn)場存儲，在使用單位需要時可以進(jìn)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(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(biāo)準(zhǔn)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(fēng)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(dāng)?shù)膬Υ?，處理和?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(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(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)有的存儲和運輸策略可以用來協(xié)助管理火災(zāi)風(fēng)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(fēng)險抑制方法，以及具備相應(yīng)風(fēng)險管理實踐。