科研單位實驗室蓄電池常見隱患分析及對策建議

摘 要：科研單位實驗室蓄電池種類多種多樣，在使用過程中由于管理制度不健全、部門間責權不清、使用和存儲設施不完善等原因引發諸多安全隱患。本文通過充分分析隱患問題產生的原因，從完善管理制度、制定操作規程、規范采購流程、提供可靠的存儲環境、定期檢查維護、建立詳細管理臺賬和責任到人的措施等方面提出相應的對策建議，可有效減少實驗室蓄電池存在的安全隱患和避免在使用過程中發生事故風險。

關鍵詞：科研單位，實驗室，蓄電池，隱患分析，對策

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2025.01.043

0 引 言

蓄電池是化學電源之一，其廣泛應用在國內外工業生產、科學研究、機房機柜以及居民生活等各個領域中[1]。蓄電池作為實驗室精密儀器設備、重要實驗區域及產品研發測試提供穩定電源的基礎，是關系到實驗數據的有效儲存和避免設備損壞的重要因素，但在使用過程中也存在一定的安全隱患。針對蓄電池在安全檢查中發現的各類隱患問題，全面分析產生原因，重點探討蓄電池在采購、使用、儲存和其他管理過程中造成隱患問題的原因，總結出如何消除科研單位實驗室蓄電池存在的安全隱患，以提高實驗室的整體安全性。

1 蓄電池分類

蓄電池是一種儲能裝置，在使用過程需要頻繁地對其進行充放電[2]。根據不同的化學成分和工作原理可以分為多種類型，不同類型的電池在不同的應用場景下具有各自的優勢和適用性。常見的充電電池分類及功能如下。

1.1 鋰離子電池（Lithium-ion Battery）

目前應用最廣泛的電池類型，適用于飛行模具、電動汽車、UPS系統等設備。

優點：具有高能量密度、輕量化、充電時間短和長循環壽命等特點。

缺點：價格較高，安全性差，對過充過放敏感。

1.2 鎳氫電池（Nickel-Metal Hydride Battery，Ni-MH）

具有較高的放電效率和循環壽命，適用于數碼相機、無線電話等設備。

優點：環保、無汞、無鎘、壽命較長、充電時間短。

缺點：價格較高，體積較大，容量衰減較快。

1.3 鉛酸電池（Lead-Acid Battery）

價格相對較低，但能量密度較低，適用于應急電源、UPS系統等。

優點：價格相對較低，成熟技術，安全性高。

缺點：體積大、重量重、壽命較短、充電時間長。

1.4 鈉硫電池（Sodium-Sulfur Battery，NaS）

適合高溫操作，適用于儲能系統等領域。

優點：高能量密度，長壽命，適用于大規模能源存儲。

缺點：高溫要求嚴格，安全性需要關注，價格較高。

1.5 鎳鎘電池（Nickel-Cadmium Battery，Ni-Cd）

具有較高的循環壽命和耐高溫性能，但存在“記憶效應”，逐漸被鋰離子電池取代。

1.6 磷酸鐵鋰電池（Lithium Iron PhosphateBattery，LiFePO4）

具有高安全性和穩定性，適用于電動工具、電動車輛等領域。

1.7 UPS（Uninterruptible Power System）

UPS即不間斷電源，是一種儲能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源。主要用于給電力設備提供不間斷的電力供應。UPS設備通常對電壓過大和電壓太低都提供保護，起到穩壓作用。它可以保障設備停電之后通過UPS電池組繼續供電，使用戶不致因停電而影響工作或丟失數據。

2 實驗室蓄電池常見隱患問題

2.1 蓄電池使用底數不清

實驗室經常會對小型飛行器、牽引動力車、各類人工智能等研發產品進行測試，為方便測試研發產品性能，會經常使用蓄電池以提供穩定的電能輸出，根據測試產品要求，蓄電池類型及外觀大多會進行定制處理，從而導致蓄電池無論從類型還是外觀上，都存在各式各樣差異，極易出現底數不清現象。

2.2 交叉違規使用

各實驗室對不同類型的研發產品選擇的蓄電池也有所不同，但往往由于研發經費不足，部分實驗室為節約成本會經常借用其他實驗室不符合研發產品要求的蓄電池進行測試，雖說可節約經費支出，但在測試過程中由于電池類型差異，存在一定的安全隱患。

2.3 充電區設置不當

蓄電池最大的優點就是可反復將電能轉化為化學能，通過內部的化學反應向用電設備供電。在看到蓄電池優點的同時也不能回避其缺點，即蓄電池的充電問題。部分實驗室為方便對研發產品所用的蓄電池進行充電，直接將充電區域設置在實驗樓內或加工車間，從而造成嚴重的消防隱患。

2.4 儲存不當

由于實驗室使用蓄電池的型號和種類各不相同，儲存過程中經常出現各類蓄電池扎堆存放，且未進行有效的防火、防爆處理和配備適合的消防設施。高溫環境下蓄電池失水量增加，電解液飽和度下降，導致電池容量降低[3]，蓄電池的漏電保護設施一般都不太完善，發生短路故障時，往往無法有效地切斷短路的電氣電路[4]，一旦發生短路起火，后果不堪設想。

2.5 質量無保證

蓄電池具有采購成本高，使用壽命短的特點，日常安全檢查中經常會發現在實驗測試過程中使用劣質、存在隱患、甚至“三無”產品的蓄電池及蓄電池組。

2.6 環境污染

部分實驗室未建立專用的蓄電池回收管理規定，導致廢舊電池隨意處理，在“雙碳”目標和循環經濟的背景下，所使用的蓄電池到目前為止大都面臨電力衰退、使用壽命即將完結的問題，此類蓄電池中含有大量重金屬污染物質[5]，管理不到位會對環境造成不可逆的持續污染。

3 隱患產生原因分析

蓄電池在為實驗室各類設備及測試產品提供電力來源的同時也存在一定的安全隱患，通過對以上隱患問題分析及實地調研發現產生原因如下。

3.1 制度不健全

實驗室高尖端儀器設備及測試產品通常具有復雜的操作控制系統，為防止突然斷電情況下帶來的數據丟失，大多實驗室都會配備專業的蓄電池組或專業UPS電源，但多數實驗室未針對實驗室設備特點建立專屬的管理制度和應急預案，而是為應付管理部門檢查隨意編制一個通用模板進行張貼，無法讓科研人員真正了解到實驗室存在的風險隱患源。

3.2 蓄電池管理混亂

蓄電池未指定專人負責，采購過程無審批、無報備、無使用記錄臺賬等，管理極其混亂，除采購過程中容易采購違規產品外還會造成蓄電池底數不清，導致隱患點位增多且復雜。由于部分蓄電池未錄入固定資產，報廢處理時不嚴格按照危險廢棄物管理規定進行處置而是隨意丟棄。

3.3 使用不規范

蓄電池通常有正常狀態、失電狀態、放電狀態、故障狀態和檢修狀態五個狀態[6]。故障狀態是蓄電池組在使用過程中因一些因素的影響喪失充、放電能力的狀態[7]。蓄電池在充電過程中如果過度充電或者過度放電，會導致電池性能下降、容量減少甚至損壞。不規范充電會出現短路或過載，極易導致電池過熱、甚至發生爆炸，造成事故發生。

3.4 儲存設施落后

科研單位實驗室大多比較擁擠，為節約科研用房常常將蓄電池集中存放，儲存和充電過程中電線接地不良會導致電氣問題，甚至引發火災，由于儲存場所密集無法及時撲救火情，進而導致連鎖反應引發爆炸風險。

4 消除實驗室蓄電池常見隱患的對策建議

4.1 建立嚴格的管理制度

蓄電池是為很多儀器設備和測試研發產品提供電能支持的重要組成部分，嚴格的管理制度對蓄電池的安全使用至關重要。首先要遵守“誰主管、誰負責”“誰使用、誰負責”的原則對使用部門建立詳細的網格化管理區域，明確各方的安全主體責任，實施分級負責制，形成任務明確、職責清晰的管理責任體系，將責任落實到人。劃分各部門間職責，明確主體責任人及相關職責，提高對蓄電池安全的整體管理水平。

4.2 建立標準化操作規程

使用蓄電池前，應仔細閱讀安全技術說明書，了解蓄電池及其應用產品的使用限制和注意事項；使用過程中，佩戴必要的個人防護裝備，確保其工作環境干燥、無潮濕，遠離熱源，防止設備過熱，避免鋰電池遭受機械沖擊、高溫、過充、過放、短路等不利條件；充電過程中，應使用專用充電器進行充電，不得使用不兼容或不合格的充電器，不得超過充電器的額定電流和電壓進行充電；蓄電池在使用過程中避免與金屬物品存放在一起，以免發生短路引發火災，避免受到擠壓、摔落等物理損害，以免損壞電池內部結構；一經發現蓄電池有電解液泄漏現象，應立即停止使用，并將設備移至安全地帶進行處置。

4.3 規范采購與使用

采購蓄電池時，應選擇符合相關安全標準的產品，對供應商索要產品合格證及檢測報告，包含電池的電氣參數、使用環境、存儲條件等詳細信息，與具有良好信譽和穩定產品質量的供應商建立長期合作關系，確保蓄電池來源的可靠性。根據實際需求選擇合適的電池類型和充電器，遵循正確的充電方式和周期性校準電池容量是避免過充/過放的關鍵。隨著時間的推移蓄電池會逐漸老化，影響供電時間和穩定性，及時更換老化電池、定期進行電池測試是解決隱患的有效方法。

4.4 提供可靠的存儲環境

若蓄電池長時間不使用，應存放在干燥通風的地方，并采取防潮或防爆措施，存儲區域應設置明顯的安全警示標識，并配備相應的消防設施和應急器材；嚴禁在樓宇內設置蓄電池儲存場所，遠程監控蓄電池的周圍環境，包括溫度、濕度等參數，確保存儲在適宜的環境條件下，環境溫度的高低直接影響到蓄電池的性能，蓄電池在15～30℃的工作環境溫度時，能更有效地發揮出其本身的性能[8]。

注意保持電池通風散熱，在充電過程中，控制充電溫度在適宜范圍內，避免過熱或過冷對電池造成損壞。

4.5 定期檢查和維護

定期檢查電池的外觀和連接線路是否正常[9]，清潔電池表面，并及時更換老化或損壞的電池，確保電池組的正常運行；蓄電池充放電是檢查核對電池容量發現劣質電池的有效途徑[10]，檢查電池組內單體電池的電壓和溫度，確保蓄電池在需要時能夠正常工作；定期維護測試蓄電池的在線內阻與端電壓，端電壓并不能準確反映蓄電池的健康狀態，可能會在兩次核容之間發生容量跳水問題[11]，檢查時應根據實際情況進行判斷；檢查蓄電池連接條的緊固螺栓有無銹蝕、松動，及時清除漏出的電解液或電極端酸霧，以免大電流放電時由于接觸不良過大的壓降而產生打火現象[12]；對長期閑置的蓄電池應進行充放電維護，以保持其性能穩定。

4.6 建立詳細的蓄電池管理臺賬

建立蓄電池的使用管理臺賬，并對蓄電池統計臺賬進行動態更新，明確使用部門及使用人；建立電池使用記錄臺賬，包括充電次數、充電時間、電池容量測試結果等，便于及時發現問題并進行處理；建立完整的維護檢查記錄，以便在出現問題時進行溯源，及時解決存在的隱患問題。

4.7 建立完善的應急處置預案

發生蓄電池事故時，應立即報告實驗室責任人和單位負責人，情況緊急立即啟動應急預案，事故應急響應程序可參考（見圖1）。啟用應急預案同時應對事故進行詳細記錄，包括事故發生的時間、地點、原因、損失情況等，事故處置完成后對事故進行認真分析和總結，找出事故原因和教訓，制定改進措施，防止類似事故再次發生。

4.8 建立獎懲制度

建立嚴格的獎懲制度，對蓄電池管理突出部門實行年、季、月度獎勵，并以此作為年度評優、職稱評審、職務晉升的參考條件。對違反安全管理規定的行為，根據情節輕重給予不同處罰。行政管理辦公室將對蓄電池安全管理進行定期檢查和不定期抽查，凡查出產品不合格，將責令停用，進行封存并對管理不力的當事人進行處罰。對蓄電池及相關設備管理不善、造成事故的部門或個人，除進行處罰和通報批評外情節嚴重者將追究其法律責任。

4.9 解決環境污染

建立專屬的蓄電池報廢管理制度，在回收和處置過程中嚴格按照《固體廢物污染環境防治法》的規定進行回收處置，堅決杜絕私自處置和隨意丟棄對環境造成不可逆的持續污染。

5 結 語

蓄電池作為實驗室精密儀器和研發產品測試提供電能的基礎，但在實際使用管理中存在一定的安全隱患，從蓄電池的類型選購、規范使用到儲存設施的配套管理都需要有專人負責，通過實地調研和對隱患問題充分分析，不僅有效解決了由于盲目采購出現的不合規產品，在延長蓄電池的使用壽命、規范使用儲存、建立管理臺賬、制定管理制度及預防環境污染等方面也給出了相應的對策建議，最大限度消除現存隱患，保證實驗室的整體安全。

參考文獻

[1]高賓，苗壯.基于ANSYS Workbench的鉛蓄電池包裝件可靠性仿真分析[J].蓄電池.2024，61（2）：71-75.

[2]王宗亮，徐杭田，孫碩.船用富液式鉛酸蓄電池爆炸隱患分析[J].電池工業，2019，23（4）：186-189.

[3]屠新強，張蔡洧，鄭旭江，等.基于最小二乘法辨識模型的鉛酸蓄電池在線監測系統設計[J].機械與電子，2022，40（1）：20-24.

[4]侯福平，藍郁峰.通信用鉛酸蓄電池電氣短路故障及漏液隱患分析和檢測[J].電信技術，2016（6）：53-59.

[5]陳廣華，崇章.“雙碳”背景下新能源汽車蓄電池回收利用的法治優化路徑[J].煙臺大學學報（哲學社會科學版），2024，37（4）：1-11.

[6]劉潤琪，朱全.大型指揮中心UPS供電方案設計探討[J].自動化儀表，2022，43（2）：92-95.

[7]周越.UPS電源及其可靠性研究[J].光源與照明，2022（7）：107-109.

[8]凌廣平.UPS電源蓄電池的使用和維護探究[J].電子測試，2021（18）：105-106.

[9]李濤，王圓妹，李世豪，等.基于健康狀態的蓄電池檢修策略優化[J].價值工程，2024，43（12）：12-14.

[10]馬文成.從隱患看蓄電池組運維技術[J].電工技術，2014（2）：16-17.

[11]馮洪高.變電站用鉛酸蓄電池的維護管理——評《鉛酸蓄電池壽命評估及延壽技術》[J].電池，2020，50（3）：309-310.

[12]范若鳴.UPS電源故障解決方案與運維管理[J].現代電視技術，2023（1）：129-131.

作者簡介

麻旭普，本科，主要從事實驗室安全管理工作。

陳早艷，通信作者，副研究員，主要從事安全生產制度制定工作。

（責任編輯：張瑞洋）