淺析鋰離子電池火災特點及處置對策

余傳雄

摘 要：本文分析了生產和儲存鋰離子電池存在的火災危險，總結了鋰離子電池火災事故的特點以及處置難點，結合國內外的一些研究成果，并從實戰救援的角度提出了鋰離子電池火災撲救的相關建議，并且為鋰離子電池火災事故的處置方法提供相關參考。

關鍵詞：鋰離子電池;火災風險;處置對策

分類號：D631.6

隨著綠色可持續發展的理念深植人心，鋰離子電池作為新能源已經擴展到更多的應用領域中，全球對鋰離子電池的需求也逐年增加。近年來，人們經常聽到關于鋰離子電池引發的火災和爆炸事故報道，2016年5月31日，江蘇海斯達電力有限公司發生了爆炸事故，2016年7月10日深圳美柏電子有限公司爆炸事故，兩起事故均造成了消防員的重大傷亡。因此，迫切需要對鋰離子電池的火災風險進行基礎研究，建立和完善鋰離子電池的消防救援處置程序。

一、鋰離子電池的性質

鋰離子電池的充電和放電是通過鋰離子在正極和負極之間移動來完成的。當電池進行充電時，Li +從正極脫離，負極通過電解質插入負極后，就會處于一個富鋰的狀態; 只要使用含鋰材料作為電極的電池目前通常被代表為現代高性能電池。

除了充電和放電的正常電化學反應之外，鋰離子電池還具有許多副作用，其中大部分會產生熱量。當電池的發熱量比散熱率高時，電池的溫度就會升高，會產生大量的熱量、濃煙、可燃氣體以及有毒氣體，嚴重的話，電池不僅會發生燃燒，甚至可能發生爆炸。

鋰離子電池火災屬于C、E、B類的復合型火災，鋰離子電池火災反應速度會比較慢，但發煙量巨大，具備持續放電特性，撲滅明火容易，但不能終止電化學反應。

二、鋰離子電池生產、儲存環節的危險性

1.制漿工序

制漿是將特殊溶劑和粘合劑分別與正極活性物質和負極活性物質混合并高速攪拌以形成正負極漿料的一種方法。在正常情況下，電極由活性材料，導電劑，粘合劑和引線這幾個部分組成的。制漿過程中的風險因素主要是因為加工粘合劑等原料時產生的烘烤溫度，濕度和時間控制不當，這不僅會影響產品質量，還會影響后續成型鋰離子電池的安全性能，是后續充電后電池爆炸的潛在因素。

2.裝配工序

裝配是按正極板，隔膜，負極板和隔膜的順序從上到下進行放置，經過卷繞制作成電池芯，然后注入電解液以及對電池封口的組裝過程。電解液注入過程的外部條件要求非常苛刻。注入液體后，電池應保持至少6小時的常溫放置，在進行化成之前電極和隔膜必須充分潤濕。注液過程對電池的質量和安全性有著至關重要的作用。如果極片不干導致極片吸水，就會出現所吸水分與電解質反應形成氣鼓;如果電解液本身的質量存在缺陷或是電解液注入量不符合工藝要求，都會引起后續的電池質量問題。

3.化成工序

化成就是用特定的電池充放電裝置對成品電池進行充電和放電。化成工序對電池的質量和安全性中起著非常重要作用。首先，通過第一次充電可以將電池中的活性物質轉化為帶正電荷的化學物質;其次是可以使負極形成有效鈍化膜。在化成完成之后，應對每個電池進行測試，并且應篩選合格的成品電池以進行出廠包裝。

4.倉庫儲存

鋰離子電池產品的合格率一般都達不到100%。不合格的鋰電池，在存放過程中自身就會發生化學反應，并且有可能會發生火災爆炸引發周邊的電池受熱輻射影響發生連鎖反應。因此，鋰離子電池倉庫是一個容易發生火災和爆炸事故的危險場所。電池倉庫的主要風險因素如下：1、倉庫的建筑結構和安全設施不符合安全要求，如不用實體墻對倉庫進行分隔、防火門的耐火等級不能達到國家的標準要求;2、倉庫面積過大，且電池存儲量過大;3、倉庫工藝條件達不到電池存儲的要求;4、倉庫管理人員電池存放操作上不規范，未將電池的正（負）極位置進行絕緣保護，將導致正負極出現短路引發火災。

三、處置難點

鋰離子電池火災通常會有以下幾個特點：起火突然、蔓延迅速、伴有爆炸等。同時鋰離子電池火災撲救過程中也存在幾個比較大的困難：一是因為火場的溫度高、煙氣濃度大，火災現場能見度很低不容易查找明火源;二是部分電池發生燃燒爆炸后會產生大量的熱量，并且很快會波及相鄰位置的電池，從而會產生連鎖反應，這就會相繼發生燃燒爆炸;三是鋰離子電池燃燒會產生大量高溫且有毒有害的濃煙，并存在爆炸、中毒的危險;四是鋰離子電池燃燒產生的熱值大，明火撲滅后還必須使用大量的水進行冷卻處理。

四、處置措施

1.在個人防護方面

鋰離子電池火災會產生大量有毒有害氣體。消防員從內攻滅火到現場清理的整個過程中必須穿戴呼吸防護設備。在內攻時消防人員應留出一定的安全距離，以防止爆燃或爆炸沖擊，高溫傷害;消防員在處置過程中必須戴頭盔，頭盔和滅火防護服，以免受到爆炸物碎屑和電池內容物飛濺帶來的傷害。

2.在滅火技術方面

對于由熱輻射引發的鋰離子電池火災，可采用常規的滅火劑進行滅火。內部熱失控引起的鋰離子電池火災，電池內部的電化學反應一旦發生就不會終止，因此此類火災做不到直接熄滅，可以采用控制燃燒的方法進行處理和隔離。鋰離子電池火災現場通常煙氣大、低能見度，因此很難找到點火點，內攻時必須攜帶紅外熱成像儀;現場煙氣毒性較大，在做好個人防護裝備的前提下，同時還要采取多種途徑進行有效排煙;在滅火救援過程中，應不斷檢測事故區域內可燃氣體的溫度和濃度，當出現以下一些爆炸征兆時，就必須立即疏散人員并組織撤退：1、事故樓內無明火，煙霧從門和窗排出。2、事故區域鋰電池溫度會急劇地升高，并且會有大量煙霧冒出。3、可燃氣體探測儀報警。

五、加強鋰離子電池火災現場指揮的幾點建議

介于鋰離子電池火災的危險性以及特殊性，消防員在處理過程中必須做好個人安全防護和控制好進攻的安全距離。在處理的過程中，需要時刻與工廠的專業技術人員密切配合，并開展科學的消防救援行動。重點要注意以下幾點。

1.詳細了解災情，注意規避風險

現場指揮員需要在第一時間聯系報警人以及工廠的技術人員，以便更加全面的了解有關鋰離子電池的類型和數量，火災時間，火災位置，建筑結構，被困人員等情況。同時現場所有指戰員必須要做好個人的防護措施，科學地使用滅火劑以及水槍的射流形式。除此之外，還需要合理規劃行車路線，并停靠在安全位置待命，不要急于去靠近火災現場。

2.迅速疏散群眾，防止爆炸毒害

當發現火災現場有人員被困時，疏散搜救被困人員是戰斗行動的一個重要方面。應立即組織搜救隊進行搜救行動。對于失去行動能力的人員，應該迅速將其移動到安全區域并轉接到醫療部門進行緊急治療。同時火災現場要劃定合理的警告區域，并及時疏散可能因燃燒爆炸而受傷的人員到安全區域。要充分發揮單位內部固定消防設施的效能，在技術人員的配合下，根據鋰離子電池類別，優先選擇開啟噴淋、排煙機、防火卷簾門等固定消防設施。

3.科學選擇藥劑，適時組織滅火

鋰離子電池是用金屬鋰的金屬氧化物為原料制成的電池，其中沒有金屬鋰，所以由它引起的火災，可以用水，干粉等滅火劑撲救。在最初的火災中，水槍射流需要選擇開花撲來進行降溫控制火勢。當火災處于猛烈燃燒階段，應該在建筑物的門，窗等處多架設移動泡，進行遠距離的滅火操作。

4.全面排查隱患，防止復燃復爆

當鋰離子電池火災撲滅后，現場還需要技術人員留守監測，并不斷的供水冷卻，防止因為內部反應釋放大量的熱量，從而導致復燃甚至復爆。指揮員應該安排專人負責現場監測和后方供水，確保在冷卻處置的過程中供水不間斷。

上海消防總隊松江支隊九亭消防救援站?上海?201600