易燃難撲救！鋰電池產(chǎn)業(yè)“燃”眉之急求解
來源：全球電池網(wǎng) 日期：2024/8/27 作者：全球電池網(wǎng) 點擊：
今年6月，韓國京畿道華城市某重點產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)，一家鋰電池制造工廠發(fā)生一起極為嚴重的火災事故，造成重大人員傷亡與財產(chǎn)損失，此事引發(fā)了全世界對鋰電池行業(yè)安全性的深切關注以及工廠安全的聚焦討論。
鑒于全球范圍內(nèi)鋰電池誘發(fā)的火災等安全事件時有發(fā)生，相關議題熱度持續(xù)攀升，深度剖析鋰電池易燃且燃燒迅猛的本質(zhì)特性，以及在生產(chǎn)、制造到儲存的全鏈條中潛藏的風險因素，已成為當前亟待解決的關鍵課題，對于保障產(chǎn)業(yè)安全及促進可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。同時，在追求產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，保障員工生命安全始終是最基本的要求。工廠及產(chǎn)業(yè)園區(qū)在面臨火災威脅時的人員安全防護問題，也已成為社會各界熱議的核心議題。
火災事故敲響警鐘：
鋰電池安全引發(fā)廣泛關注
當?shù)貢r間2024年6月24日10時31分，韓國京畿道華城市一家名為Aricell的鋰電池工廠發(fā)生火災事故。6月25日上午8時48分左右，經(jīng)過長達22個小時的撲救，大火被撲滅�；馂墓苍斐�23人遇難。此事件在社交媒體平臺微博上引發(fā)了廣泛的關注與討論。“韓國電池廠火災致18名中國公民遇難”“韓方通報遇難中國公民增至19人”“韓國一電池廠火災20多人死亡”三個話題在微博平臺的閱讀量分別達1899.4萬、2億和1042.6萬，顯示出網(wǎng)民對此事件的高度關注。輿論場中，公眾情緒復雜多樣，既有對遇難者的深切哀悼與惋惜，也有對鋰電池作業(yè)安全標準和防護措施的質(zhì)疑與反思。韓國的事故并非個案。在全球范圍內(nèi)，鋰電池安全都是一個嚴峻且普遍存在的話題，其物理特性帶來的易燃風險，導致世界各國各類規(guī)模的火災和安全事故屢有發(fā)生，造成了不同程度的人員傷亡和財產(chǎn)損失。例如，在2024年5月15日，全球最大的電池儲能項目之一、位于美國加利福尼亞州奧泰梅薩（OtayMesa）的蓋特韋（Gateway）儲能電站突發(fā)火災，釋放出大量有毒有害氣體，迫使周邊地區(qū)的一些居民緊急疏散。據(jù)媒體報道，這場火災至少復燃兩次，持續(xù)燃燒了6天之久。又如，同年4月28日，在德國內(nèi)爾莫爾（Neermoor，萊爾區(qū)）商業(yè)區(qū)內(nèi)，一處鋰電池儲能設施遭遇火災，導致2名消防員在滅火過程中受輕傷�；馂默F(xiàn)場濃煙遮天蔽日，為此，附近的高速公路在晚間11點半至次日5點半期間被迫完全關閉。回溯至2023年8月22日凌晨，法國索卡特斯 （Saucats）的巴爾班（Barban）地區(qū)，一處鋰離子電池儲能集裝箱起火�，F(xiàn)場共有大約50個電池集裝箱，每個集裝箱之間保持了適當?shù)陌踩g距。盡管如此，據(jù)地方官員介紹，集裝箱內(nèi)部的鋰電池發(fā)生了燃燒，但防火系統(tǒng)非常有效：“集裝箱裝備有氣體滅火劑，能夠有效地撲滅火焰并阻止火勢蔓延。”雖然事故并未造成人員傷亡，還是引起了當?shù)鼐用竦膿鷳n。另外，美國亞利桑那州電動自行車火災以及澳大利亞新南威爾士州頻發(fā)的鋰離子電池火災，這些事件不僅對當?shù)孛癖姷娜松戆踩珮嫵芍苯油{，還造成巨大的財產(chǎn)損失。鋰，作為制造電池的理想金屬，具備存儲大量電荷的能力。近年來，隨著新能源汽車、新型儲能等領域的需求激增，全球鋰電池市場進入高速發(fā)展時期。然而，鋰電池內(nèi)層若遭受擠壓引發(fā)短路，就可能發(fā)生火災，這一特性加之其復雜的化學反應機制，對鋰電池的生產(chǎn)安全管理提出了極為嚴苛的要求。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，鋰離子電池的生產(chǎn)、運輸、應用、回收等各個環(huán)節(jié)，都潛藏著火災事故的風險。中國消防救援學院消防工程系副教授鄭斌在接受本刊采訪時詳細解析了鋰電池易燃且燃燒速度快的原因，主要涉及以下幾點：一是高能量密度。鋰電池具有高能量密度，能在相對較小的體積內(nèi)儲存大量能量。一旦電池遭遇熱失控，儲存在電池中的能量會迅速釋放，導致燃燒速度急劇加快。二是熱失控。當電池內(nèi)部發(fā)生熱失控時，會引起一系列放熱的化學反應。這些反應相互促進，使溫度急速上升，進而加速化學反應的速度，形成惡性循環(huán)。三是可燃氣體生成。在熱失控的過程中，電池內(nèi)部的電解質(zhì)及其它化學物質(zhì)可能分解產(chǎn)生多種易燃及有毒氣體，包括但不限于氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）等，這些氣體的存在增加了燃燒的危險性。四是內(nèi)部短路。電池內(nèi)部的枝晶生長、隔膜破裂或其它形式的內(nèi)部短路，會導致電流急劇增加，產(chǎn)生大量熱量，從而觸發(fā)熱失控的連鎖反應。當鋰電池遭遇熱失控，會觸發(fā)一系列鏈式反應。起初是SEI膜（固體電解質(zhì)界面膜）的分解放熱反應，隨著電池內(nèi)部熱量的累積，電池溫度不斷升高。此時，電池內(nèi)部會并行發(fā)生陽極材料與電解質(zhì)反應、陰極材料與電解質(zhì)反應、電解質(zhì)的自分解反應，過程中釋放大量的H2、CO、CO2、CH4、C2H4等可燃性混合氣體，電池內(nèi)部的壓強也會不斷升高。當電池單元內(nèi)部的壓力達到泄壓閥的臨界閾值時，閥口自動開啟，大量的高溫可燃性混合氣體由此迅速噴射而出，伴隨著部分電解質(zhì)的泄漏，產(chǎn)生白色的濃煙。隨著熱失控進程深化，進入擴散燃燒階段，電池閥門上方會出現(xiàn)間歇性的電火花放電現(xiàn)象。在高溫作用下，可燃性混合氣體可能發(fā)生劇烈燃燒甚至爆炸。據(jù)報道，韓國涉事電池廠當時儲存了大約3.5萬個鋰電池成品。此次火災導致嚴重人員傷亡，并且滅火行動耗時長達22個小時，究其原因，與鋰電池獨特的燃燒特性緊密相關。這些特性顯著地加大了救援難度、加重了災害后果。鋰電池的生產(chǎn)是一項技術要求高且流程復雜的活動，在討論鋰電池在生產(chǎn)與儲存中潛在的安全隱患及其事故的破壞性時，鄭斌歸納了三個難點：一是物料易燃易爆，風險管控難度大。鋰電池制造過程中使用了諸多有毒、有害且易燃易爆的化學物質(zhì)，如N-甲基吡咯烷酮（NMP）、碳酸二甲酯（DMC）等有機溶劑；電解質(zhì)LiPF6遇水極易分解，生成劇毒的氟化氫HF；正負極材料的微粉若擴散，亦有引發(fā)粉塵爆炸的潛在風險。二是鋰電池儲量大，火災后果嚴重。在化成、分容、儲能等生產(chǎn)階段，鋰電池通常通過高架倉庫或生產(chǎn)框架等方式大量存放。若企業(yè)安全管理不到位，廠房通道易被半成品、成品以及瑕疵電池堆積，從而顯著增加火災風險。大量鋰電池的集中儲存，導致熱失控風險高，如三元鋰電池熱失控后迅速升溫、燃燒猛烈，易發(fā)生電池解體連鎖爆炸，而磷酸鐵鋰材料燃燒時會產(chǎn)生大量可燃氣體和熱量，在受限空間內(nèi)可能引發(fā)混合氣體爆炸，后果不堪設想。三是建筑空間結構復雜，救援處置難度大。鋰電池生產(chǎn)企業(yè)的建筑特性，融合了大跨度空間與潔凈廠房的要求，其內(nèi)部空間密閉，通道布局錯綜復雜，如極片制造過程中的混料到切片工段常常連續(xù)設置，其長度可達100米。在電芯的生產(chǎn)流程中，按照潔凈廠房的標準，需設置空氣凈化系統(tǒng)，導致吊頂上方的氣、液、物料管線全廠連通，形成復雜的空間結構，一旦發(fā)生火災，高溫煙氣容易聚集，救援處置難度大。盡管鋰電池引發(fā)火災的潛在風險及其危害程度已經(jīng)引起了業(yè)內(nèi)外的高度關注，其破壞力和應對難度成為廣泛討論的話題。然而，在此次韓國電池工廠火災事件中，造成令人痛心的高傷亡人數(shù)的背后，還潛藏著一個往往容易被忽視的關鍵因素，即安全管理、設施布局，以及員工培訓等方面存在不足。在一段廣為網(wǎng)絡流傳的視頻中，可以清晰地看到起火工廠上方持續(xù)升騰著濃密的灰煙�；馂陌l(fā)生后，一位曾在一樓工作的電池廠員工對媒體透露，火災發(fā)生時，樓里都是黑煙，什么都看不清。另一位在該電池廠工作的員工在接受采訪時表示，在入職后一個月左右的時間里，她從未接受過任何有關消防安全的培訓。該工廠也沒組織過消防演練，僅僅提示過工人，鋰電池遭受激烈碰撞容易爆炸起火。即便火災并非源于鋰電池，任何建筑物遭遇火災時，濃煙會迅速擴散，立即形成一個危機四伏、視線受阻的險惡環(huán)境，且火災中產(chǎn)生的煙霧富含一氧化碳、氰化氫等有毒氣體。這些有害物質(zhì)不僅能迅速致人昏迷，還能造成永久性的器官損傷甚至死亡。2018年，韓國一家醫(yī)院起火，近50人因為吸入了有毒煙霧而死亡。因此，建立一套高效運行的煙霧報警系統(tǒng)顯得至關重要，比如安裝高靈敏度的煙霧探測器，并定期檢查維護，是預防工業(yè)園區(qū)等場所火災悲劇的第一道堅固防線。此外，工廠建筑通風系統(tǒng)的設計，也需考慮火災時緊急排煙功能，以便在火災初期有效降低煙霧濃度，從而為人員的安全撤離爭取寶貴時間。在煙霧繚繞、能見度極低的火場環(huán)境，如果員工未經(jīng)系統(tǒng)性的消防安全培訓，或缺乏實戰(zhàn)演練經(jīng)驗，對緊急疏散路徑不熟悉，便如同迷霧中的障礙，嚴重阻礙他們及時有序地逃離險境。面對快速蔓延或閃燃型火災，其特征在于火勢發(fā)展異常迅猛，留給人員逃生的時間窗口極短。在此危急時刻，恐慌與混亂只會加劇局勢，最終導致人員重大傷亡的悲劇。網(wǎng)絡視頻中濃煙滾滾的畫面，真實反映了災難的慘烈，而幸存工人的證言，揭示了該工廠消防安全培訓缺失的殘酷真相。此事無疑敲響了警鐘，必須加大對安全生產(chǎn)教育與應急準備的投入與重視，確保能夠快速響應、迅速疏散，并實施嚴格的安全防護措施，以減少甚至避免火災造成的傷亡，保障人員生命安全。韓國電池工廠火災悲劇，向全球鋰電池及儲能行業(yè)安全敲響了警鐘，對我國相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展同樣是一個深刻而迫切的警示信號。這一令人痛心的事故，猶如一次安檢掃描，向人們展示大型儲能設施從藍圖構想、實體建設到日常管理的每一步中，那些隱匿卻致命的安全漏洞。鋰電池及儲能行業(yè)急需重新審視現(xiàn)有的安全策略與實踐，在新能源發(fā)展的浪潮中堅守安全底線，共同反思并加固這道守護科技與生命安全的防火墻。當前，鋰電池安全問題依然是一項亟待攻克的難題，徹底根除鋰電池火災風險仍面臨挑戰(zhàn)。能夠在源頭上減少熱失控風險的新材料新技術的研發(fā)探索，仍處于科研攻堅階段，加之鋰電池火災的撲救具有復雜性和特殊性，因此，應將更多的精力投入到預防措施和監(jiān)測預警系統(tǒng)的建設上，通過在鋰電池設計、生產(chǎn)、使用和回收的全生命周期中實施嚴格的安全管理，強化監(jiān)測預警機制，定期進行維護檢查，以及對相關人員提供全面的消防安全培訓，從而將隱患消弭于未然，確保即使在面對火災等緊急狀況時，也能夠最大限度地減少損失，保護人員安全。為加強鋰電池行業(yè)管理，引導產(chǎn)業(yè)加速轉型升級，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，我國已出臺一系列國家級、行業(yè)級和地方級規(guī)范和標準，包括《鋰離子電池企業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)范》（T/CIAPS0002—2017）、《鋰離子電池工廠設計標準》（GB51377—2019）、《鋰電池安全管理規(guī)程》（T/SIPAQLHH0001—2023）、《鋰離子電池和電池組安全使用指南》（GB/T42729—2023）以及《鋰離子電池工廠消防安全管理規(guī)范》（DB3204/T1059—2024），旨在加強鋰電池領域的消防安全管理，精準防范化解鋰電產(chǎn)業(yè)領域的消防安全風險。鑒于韓國鋰電池工廠火災事故的教訓，針對后續(xù)鋰電池行業(yè)可以采取的改進措施或建立的排查機制，以降低火災風險的發(fā)生概率，鄭斌給出如下建議：一是完善責任體系，強化風險管控。鋰電池生產(chǎn)和儲存企業(yè)需加強消防安全主體責任落實，全面實行消防安全責任制，明確界定各級、各部門、各崗位消防安全職責，確定各級、各部門的消防安全責任人員，構建消防安全風險分級管控和隱患排查治理的雙重預防機制。對鋰電池生產(chǎn)與儲存過程中的潛在風險進行全面評估，并針對性制定風險控制措施。將鋰電池生產(chǎn)過程中的干燥注液區(qū)、定容化成區(qū)、電池測試/試驗區(qū)、電池拆解區(qū)、電解液（中間）倉庫、電池成品存儲區(qū)、故障電池存儲/報廢區(qū)，以及電動自行車停放充電場所等定位為消防安全重點部位，設置醒目的警示標識，實施特別防范和重點管控措施。二是加速技術創(chuàng)新，強化質(zhì)量控制。加大在鋰電池安全技術研發(fā)上的投入，致力于研發(fā)更安全的電池材料與設計創(chuàng)新。優(yōu)化電池制造工藝，提升電池的一致性和可靠性，降低生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的瑕疵。使用先進的電池管理系統(tǒng)（BMS），監(jiān)控電池狀態(tài)，有效防范過充、過放及短路等問題。在電池存儲與生產(chǎn)區(qū)域部署自動滅火系統(tǒng)、煙霧報警器和溫度監(jiān)控裝置，確保一旦發(fā)生火災能迅速響應。嚴格遵循國際及國內(nèi)的安全標準與規(guī)范，保障產(chǎn)品設計與生產(chǎn)流程的安全性。實施嚴格的質(zhì)量控制程序，確保每一塊電池在出廠前均達到安全標準。三是嚴格執(zhí)行標準，強化安全監(jiān)管。政府應針對生產(chǎn)和儲存鋰電池的企業(yè)制定嚴格的安全標準，實施全過程監(jiān)管。事前預防措施至關重要，確保企業(yè)在生產(chǎn)、儲存、運輸各環(huán)節(jié)采取有效的防火分隔、防爆措施及滿足通風需求。鋰電池生產(chǎn)廠房和存儲區(qū)域要遠離火源、易燃物質(zhì)及其他潛在爆炸點，確保周邊環(huán)境不存在明火、電火花等引燃因素。同時，保證生產(chǎn)和存儲區(qū)域具備良好的通風系統(tǒng)，以減少易燃氣體的積聚，并控制溫度、濕度，避免環(huán)境因素誘發(fā)安全事故。鋰電池的儲存區(qū)與測試區(qū)應設于獨立的防火分區(qū)內(nèi)，或與關鍵設備保持安全距離，以防火勢擴散。生產(chǎn)過程中務必遵循安全生產(chǎn)規(guī)范，采用防火、防爆設計與施工標準。生產(chǎn)線應配置可燃氣體檢測報警系統(tǒng)及防靜電設施。電解液儲存區(qū)、鋰粉倉庫等特殊區(qū)域，應符合技術規(guī)范，確保溫度、濕度適宜，并實施預警措施。建立常態(tài)化的安全檢查機制，定期對電池生產(chǎn)線、存儲設施及消防設施進行檢查和維護保養(yǎng)。四是提升安全意識，加強處置能力。強化員工對鋰電池安全特性的培訓，確保每一位員工都充分了解鋰電池的潛在危險及正確的處置方法。鋰電池生產(chǎn)、儲存企業(yè)應制定科學合理的滅火及應急疏散預案，預案須覆蓋火災報警、初期火災撲救、人員疏散、應急物資準備、后期處置等關鍵環(huán)節(jié)。定期組織預案演練，并對演練效果進行評估與總結，持續(xù)提升應急處置能力。建立健全鋰電池行業(yè)火災事故的應急響應機制，明確事故處理中各方的職責和分工，積極組織開展事故調(diào)查和處理工作，深入分析事故原因，總結經(jīng)驗教訓，建立事故后的恢復重建機制。
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