鋰電池儲存安全現狀及處置對策研究

戴忠

摘要：企業對于鋰電池的安全儲存和管理若存在認知不足和意識淡漠問題，極易引發事故。現通過調研企業鋰電池儲存現狀，并排查相關隱患、總結突出問題，提出有針對性的指導建議，以供參考。

關鍵詞：鋰電池儲存；隱患排查；安全監控；風險評估；應急處置

中圖分類號：D631.6? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2023）12-0071-04

1 研究背景

經過30多年的不斷升級，鋰電池已成為小容量市場和大容量儲能設備領域中的成熟應用。然而，其安全性一直是限制使用場景的重要問題。近年來，涉及電動車的火災或燃燒事故時有發生，需要更加注意防范。2022年，全年共接報電動自行車（電動助力車）火災1.8萬起，比2021年上升23.4%，接報居住場所內因蓄電池（電動自行車充電電池居多）故障引發的火災3242起，比2021年上升17.3%[1]。北京大紅門儲能電站于2021年4月16日發生起火爆炸事故，事故造成1人遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷，火災直接財產損失1660.81萬元[2]。

目前，鋰電池的安全標準及相應規范相對滯后，導致許多企業在實際安全管理中缺乏法規標準可供參考。同時，企業若在鋰電池的儲存和管理方面存在認知不足、意識淡漠等問題，極易引發事故。為此，通過調研某園區企業鋰電池儲存現狀并排查相關隱患、總結突出問題，提出有針對性的指導建議。

2 鋰電池儲存的突出問題

根據企業經營性質，可將鋰電池企業分為鋰電池Pack企業和散件組裝鋰電企業。鋰電池Pack企業會根據下游企業的應用場景需求，將鋰電池組裝成特定形式并配以電池管理系統。散件組裝鋰電企業則是指在產品生產銷售過程中需要使用到鋰電池的企業，例如電腦組裝、無人飛機生產、自動機械臂制造等。需要注意的是，除了向散件組裝企業提供動力來源外，一些鋰電池Pack企業還向儲能場景提供服務。對于這類企業來說，一是在倉庫存儲大量原材料時要格外小心；二是在單個產品（如儲能站）中所含高密度能源型號數量較多時要格外小心。相比之下，這種類型的企業需要更加重視安全管理。目前企業鋰電池儲存存在的突出問題有：

2.1? 鋰電池倉庫未獨立設置

經過對某園區30家鋰電池使用及儲存企業實地調研考察，發現只有不到50%的鋰電池企業設置了獨立的倉庫存放鋰電池。同時，這些企業還存在混存混放問題（見圖1）以及未單獨存放廢舊電池的情況。廢舊鋰電池屬于甲類危險品，而存在安全缺陷的次品電池更是會顯著提高自燃和失控風險。一般來說，鋰電池倉庫中存放有少量其他材料的問題可以輕易整改。但是如果有大量其他材料被存放在鋰電池倉庫，而鋰電池數量較少，就需要重新規劃合適的倉庫專門用于存儲鋰電池。

鋰電池的自放電會受到環境溫度和濕度的影響，高溫和潮濕都會加速電池的自放電。如果儲存環境溫度過高，鋰電池的自放電速率就會增加，同時還會導致鋰電池熱失控的風險增加。而水分對鋰離子電池性能具有重要影響，在生產過程中需要嚴格控制水分含量以防止腐蝕損壞正負極材料和捕收劑。《原電池 第4部分：鋰電池的安全要求》就規定勿將鋰電池置于陽光直射或雨淋處，因為潮濕可能會導致絕緣性能下降并引起自放電和腐蝕現象。為了保證最佳效果，正常的儲存溫度應在+10℃～+25℃之間，并避免長時間暴露于極端濕度環境下。室外存放儲能電站見圖2。

但經過實地調研發現，有些管理人員并不清楚鋰電池對儲存環境的要求，也沒有考慮到需要單獨設置倉庫。即使企業單獨設置了鋰電池倉庫，也很少采取措施有效控制環境溫濕度。

2.2? 鋰電池倉庫自動報警系統不完善

對于鋰電池使用儲存企業而言，如果自動報警系統存在缺陷，就難以及時發現鋰電池熱失控和倉庫火災，因此，企業需要更有效的監測和報警機制。敞開式“中間倉庫”難以安裝可靠的火災探測和報警設備，而獨立設置的鋰電池倉庫只有極少數企業安裝了感煙探測器，并且這些設備未能實現現場聲光報警或遠程信號傳輸。例如，某公司在其鋰電池倉庫布置了一個感煙探測器，但該設備沒有現場聲光報警功能，并且報警信號只能傳輸至固定手機客戶端，在及時發現倉庫內情況方面存在一定難度。設計自動報警系統時必須考慮監測的有效性。對于早期火災預防來說，依靠感煙感溫探測器并不理想。因此建議采用可燃氣體報警裝置，并配備聲光報警以及遠程信號傳輸功能。在安裝探頭時需要考慮數量和位置等因素，并可以考慮加裝圖像監測系統或紅外區域探測器等早期火災監測設備。需要注意的是，如果要在鋰電池倉庫內安裝早期自動報警系統并相應聯動事故排風裝置，還需考慮防爆要求。

2.3? 倉庫鋰電池堆放不符合安全要求

針對鋰電池的堆放有兩點要求：一是高度不得過高，不能超過制造商規定的高度。一般紙質包裝箱的堆放高度不得超過1.5m，木箱的堆放高度不超過3m。這是因為如果電池箱疊在一起，最下層箱中的電池可能會受損并導致電解質泄漏。顯然，電池箱堆放的高度取決于包裝箱強度。二是每個堆垛之間應至少滿足倉儲場所規定的“五距”。調查結果表明，在鋰電池倉庫中較少出現高度堆放情況，但大多數企業未能滿足“五距”要求。雖然許多公司使用貨架存儲鋰電池符合相關標準承重和堆疊限制，但考慮到鋰電池爆炸危險性及單位體積內能量密度過高可能帶來嚴重后果，因此建議避免采用貨架形式存儲[3]。

2.4? 廢舊電池未單獨存放

廢舊電池應單獨存放的原因有兩個：一是廢舊電池和良好電池的危險性不同，不能混在一起。二是廢舊電池因其危險性對儲存環境有特別要求。有安全缺陷的次品電池屬于甲類火災危險物，因此，如果廢舊電池未經處理消除其安全隱患，則應按照甲類危險物質的儲存要求進行儲存。然而，在實地調查中發現，許多企業將廢舊鋰電池與正常鋰電池混放在同一個倉庫里。雖然廢舊電池的數量不大，但是對于大量正常鋰電池來說，無疑增加了火災風險。

部分企業雖然將廢舊鋰電池進行了單獨存放，但是沒有采取防潮和防高溫措施。例如，某家企業將廢舊鋰電池放在室外（見圖3），這樣不僅難以抵御雨水和高溫的侵襲，而且還會增加短路風險。如果采取適當措施對廢舊電池進行處理，則可以根據實際情況降低儲存要求，當然，在處理過程中也需要尋求相關資質單位幫助并做好相應處置工作。

調研過程中發現，有些企業管理人員對鋰電池危害了解不足，認為鋰電池只要進行了放電處置就不存在危險。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行放電。與其他企業相比，該企業具有更高的安全意識，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，只能略微降低風險。因此，對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有安全隱患，可以退回給制造商；如果檢測發現存在安全隱患，則不應采取一般快遞的方式退回給制造商（這會增加自燃風險），建議做好妥善處置再存放。

2.5? 事故應急物資不足

倉庫現場常見的消防設施包括消火栓、沙箱和干粉滅火器等。需要注意的是，由于鋰電池內部可能會發生自燃，最有效的撲救方式仍然是使用大量水來冷卻鋰電池內部。所以，在倉庫內應該配備大容量推車式水基型滅火器以應對局部火災。部分企業倉庫也會配備事故處置水桶（見圖4），如早期發現某電池單體發生自燃，可將其放置到水桶中，這樣可以避免采用滅火器進行處置對其他電池單體造成的不良影響。

調查發現，有些企業沒有制定專門應對鋰電池事故的處置預案。若倉庫內發生早期鋰電池起火事件，則處理難度較高。此時禁止使用水噴淋進行撲救，以免導致損失加劇，而且如果缺乏足夠的消防用水可能會使后果更加嚴重。而二氧化碳和干粉滅火劑也無法有效撲滅明火，在看不到明顯明火的位置也很容易出現新一輪爆燃事件。因此，建議先使用二氧化碳滅火器等工具撲打明顯火勢之處，并采取適當方法將起火鋰電池轉移到水桶中，在轉移過程中要避免鋰電池重新著火或者爆炸產生碎片傷害人員等問題。

3 鋰電池企業現場管理存在的問題

鋰電池企業現場管理存在的問題有：一是缺乏短路保護；二是沒有相應的應急處置預案。有些企業雖然會采取防止接錯和短路的措施，但是對正負極的保護仍有不足。例如，某些公司設計了不同的模具來避免電極接錯的情況，但這些措施并不能完全預防其他原因導致的正負極短路。為了確保電池安全，在運輸、裝卸和儲存時需要注意端子保護，并使用絕緣材料進行覆蓋。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極短路。未采取絕緣保護的鋰電池見圖5，正負極模具見圖6，絕緣材料進行覆蓋見圖7。

考慮到鋰電池組裝過程中可能出現的熱失控情況，建議將所有產品放置于可移動貨架上，以便發生鋰電池熱失控事件時，可以迅速將貨架移到水桶旁邊進行轉移，以縮短處置時間并保障人員安全。一般情況下，企業是使用二氧化碳滅火器和干粉滅火器進行滅火，但這兩類滅火器難以滿足鋰電池作業場所的消防救援需求，建議企業在鋰電池作業場所增加大容量水基滅火劑配置，以備不時之需。

4 安全管理對策及建議

根據調研結果，針對鋰電池企業的安全管理，提出以下建議：一是加強鋰電池安全培訓。在調研過程中發現，很多人認為鋰電池放電后就較為安全，可見企業員工對于鋰電池特殊危險性的認識并不到位，因此，應加強鋰電池安全培訓，尤其是鋰電池事故處置方法培訓。二是規范鋰電池倉庫儲存。目前企業在鋰電池儲存方面存在著不規范現象，建議組織相關單位和人員編寫一份翔實的鋰電池儲存指南，改善杜絕這一不規范現象。三是對鋰電池組及產品進行安全評估。鋰電池的危險性與其能量密度和尺寸等因素息息相關，這也進一步影響了它們的儲存和現場使用要求。例如，“五距”是適用于一般情況下的標準，而不同類型的鋰電池及鋰電池組必然有著各自相應的要求。通過量化區分不同類型鋰電池（組）之間的危險性，可以為加強鋰電企業安全管理提供重要指導。

參考文獻：

[1]吉林日報.國家消防救援局：2022年全國共接報處置各類警情209.2萬起[DB/OL].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1761269515585648376&wfr=spider&for=pc

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

[3]殷衛星.廢舊鋰離子電池短路火災的觸發機理及危險性[J].消防科學與技術，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