鋰離子電池火災(zāi)調(diào)查辦法研究

楊振凱 錢正源

摘要：鋰離子電池是現(xiàn)代應(yīng)用較為廣泛的一種電池類型，也是火災(zāi)多發(fā)高發(fā)的領(lǐng)域之一，筆者依據(jù)多年火災(zāi)調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，提出了鋰離子電池火災(zāi)的調(diào)查方式。主要包括場外詢問、外因調(diào)查以及物證提取等多種方式，也可以對鋰離子電池中的殘骸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，這樣能夠建立完善的鋰離子電池火災(zāi)物證鑒定技術(shù)，為消防機(jī)構(gòu)火災(zāi)調(diào)查人員開展鋰離子電池相關(guān)火災(zāi)調(diào)查提供相應(yīng)的參考。

關(guān)鍵詞：電池火災(zāi);現(xiàn)場調(diào)查;方法研究;火災(zāi)鑒定

鋰離子電池是我國近年來小型數(shù)碼電子產(chǎn)品以及便攜式電動(dòng)工具的主要電池類型，這種電池在我國電動(dòng)汽車以及航空航天領(lǐng)域獲得了極為廣泛的應(yīng)用。隨著近年來我國人群對環(huán)境安全的重視以及新能源產(chǎn)業(yè)的投入不斷增加，鋰離子電池已經(jīng)在我國更多的行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著鋰離子電池存量的不斷增大，鋰離子電池引發(fā)的火災(zāi)已經(jīng)成為了現(xiàn)代人群安全關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。包括三星note7手機(jī)電池起火爆炸事故、惠普筆記本電池起火事故以及日本航空公司波音787客機(jī)電池起火事故。這些事故都在一定程度上影響了我國的鋰離子電池合理應(yīng)用，故而做好鋰離子電池的火災(zāi)安全分析是保證我國鋰離子電池合理應(yīng)用的關(guān)鍵。

一、起火時(shí)的現(xiàn)象

在現(xiàn)代鋰離子電池起火模擬實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鋰離子電池在出現(xiàn)熱失控時(shí)，尤其是其中鋼殼的18650型鋰離子電池，在發(fā)生熱失控時(shí)，都會(huì)有一個(gè)明顯的電池內(nèi)部氣體泄漏的聲音，通常情況下來說這種聲音表現(xiàn)極為劇烈，可能會(huì)發(fā)出類似于爆炸的聲音，除此之外，大部分的鋰離子電池在起火時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)高溫可燃性氣體噴出的狀況，而鋰離子電池內(nèi)部的諸多物質(zhì)都會(huì)被噴射到較遠(yuǎn)的位置形成幾個(gè)位置同時(shí)起火的現(xiàn)象。

所以在進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查時(shí)，可以詢問當(dāng)事人看到和聽到的狀況。如果火災(zāi)現(xiàn)場僅僅只有18650型鋰離子電池，并且當(dāng)事人明確表示在火災(zāi)發(fā)生時(shí)僅僅看到有煙、火苗隨后聽到爆炸聲，即可判斷火災(zāi)引發(fā)的因素與鋰離子電池內(nèi)部熱失控?zé)o較大聯(lián)系，應(yīng)當(dāng)將注意力放置在電氣線路短路等其他因素分析中。

二、電池放置環(huán)境

在進(jìn)行鋰電池火災(zāi)原因的調(diào)查時(shí)，需要詢問周圍的相關(guān)目擊證人，并觀察周圍的現(xiàn)場痕跡，研究鋰電池在起火時(shí)周圍的環(huán)境狀況，并且根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣鞣治鲣囯姵厥欠裨诜胖眠^程中接受過高溫灼傷或者機(jī)械損傷。

充電寶、手機(jī)等日常可見的電池用品，往往都容易被放置在暖氣或其他具有一定溫度的表面上，也有可能掉入沙發(fā)角落等無法進(jìn)行有效散熱的地方，甚至還有部分鋰電池在起火時(shí)被放置于汽車前風(fēng)擋內(nèi)接受高溫暴曬，這些狀況都可能導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)部的隔膜過熱分解而引發(fā)內(nèi)部短路，進(jìn)而引發(fā)鋰電池出現(xiàn)內(nèi)部熱失控的狀況而導(dǎo)致起火。

純電動(dòng)汽車等大型用電設(shè)備，在應(yīng)用過程中，每一個(gè)電池都屬于一個(gè)發(fā)熱體，由于內(nèi)部的電池?cái)?shù)量較多，就會(huì)導(dǎo)致部分電池的環(huán)境溫度異常升高而引發(fā)熱失控。故而在進(jìn)行這類火災(zāi)的研究調(diào)查時(shí)需要重視電池的數(shù)量以及排布狀況是否能夠進(jìn)行有效的散熱，如果起火點(diǎn)確定在電池艙的內(nèi)部位置而并非表面，則需要更細(xì)致的研究鋰電池的運(yùn)行環(huán)境，在應(yīng)用時(shí)是否存在過熱的現(xiàn)象。

三、機(jī)械損傷

鋰電池在運(yùn)行過程中需要良好的運(yùn)行環(huán)境。如果受到相關(guān)的機(jī)械損傷，就有可能導(dǎo)致鋰電池的運(yùn)行狀況受到影響，所以通常情況下來說，需要做好鋰電池的機(jī)械損傷分析。鋰電池火災(zāi)，如果在調(diào)查過程中并無短路或其他影響因素，就需要考慮鋰電池在運(yùn)行前是否存在磕碰或脫落的狀況，判斷電池的保護(hù)機(jī)制是否到位，了解在不同的環(huán)境下，鋰電池是否會(huì)出現(xiàn)脫落的情況。詢問鋰電池的相關(guān)應(yīng)用人員，在出現(xiàn)火災(zāi)前，鋰電池是否出現(xiàn)碰撞或磕傷的情況。詢問鋰電池的使用人員在出現(xiàn)火災(zāi)前，鋰電池是否與其他堅(jiān)硬且銳利的物品有磕碰現(xiàn)象。

除此之外，設(shè)備的使用狀況和震動(dòng)也可能引發(fā)某些位置的導(dǎo)體接觸不良，導(dǎo)致鋰電池?zé)o法正常運(yùn)行，致使鋰電池運(yùn)行期間內(nèi)部發(fā)生過熱的情況，而過熱可能直接導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生，也有可能引發(fā)電池內(nèi)部過熱，導(dǎo)致電池出現(xiàn)熱失控的現(xiàn)象。

四、電池的使用歷史

模擬實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)調(diào)查研究顯示鋰電池在充電和放電過程中，電池極板上可能會(huì)出現(xiàn)金屬堆積的情況，而這種金屬堆積有可能會(huì)出現(xiàn)隔膜刺穿的情況而引發(fā)正負(fù)極短路。微小的正負(fù)極短路會(huì)導(dǎo)致電池的性能變差，甚至完全報(bào)廢;嚴(yán)重的電池短路則有可能導(dǎo)致電池之間形成連鎖反應(yīng)，引發(fā)電池內(nèi)部熱失控，出現(xiàn)火災(zāi)情況。

反復(fù)過充電或過放電，則有可能導(dǎo)致電池內(nèi)部的隔膜上形成或大或小的缺陷，而這種缺陷的累積則會(huì)導(dǎo)致電池出現(xiàn)熱失控的風(fēng)險(xiǎn)性大大提高，可能會(huì)在下一次充電或使用時(shí)引發(fā)火災(zāi)。

五、結(jié)語

鋰離子電池起火的因素較多，相關(guān)人員在對鋰離子起火進(jìn)行調(diào)查時(shí)，需要了解多方面的起火原因，并且與相關(guān)工作人員交流溝通，在發(fā)生火災(zāi)后快速明確起火因素，這樣有助于解決經(jīng)濟(jì)糾紛和社會(huì)矛盾糾紛，對于我國和諧社會(huì)的建設(shè)提供幫助。

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作者簡介：

楊振凱（1983.12—），男，漢族，河南周口人，碩士，初級職稱，研究方向：消防監(jiān)督管理和火災(zāi)事故調(diào)查。