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(diǎn)擊：
今年6月，韓國京畿道華城市某重點(diǎn)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(yán)重的火災(zāi)事故，造成重大人員傷亡與財(cái)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(guān)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(zāi)等安全事件時有發(fā)生，相關(guān)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(fēng)險(xiǎn)因素，已成為當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵課題，對于保障產(chǎn)業(yè)安全及促進(jìn)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(zāi)威脅時的人員安全防護(hù)問題，也已成為社會各界熱議的核心議題。
火災(zāi)事故敲響警鐘：
鋰電池安全引發(fā)廣泛關(guān)注
當(dāng)?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(zāi)事故。6月25日上午8時48分左右，經(jīng)過長達(dá)22個小時的撲救，大火被撲滅�；馂�(zāi)共造成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(guān)注與討論。“韓國電池廠火災(zāi)致18名中國公民遇難”“韓方通報(bào)遇難中國公民增至19人”“韓國一電池廠火災(zāi)20多人死亡”三個話題在微博平臺的閱讀量分別達(dá)1899.4萬、2億和1042.6萬，顯示出網(wǎng)民對此事件的高度關(guān)注。輿論場中，公眾情緒復(fù)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(biāo)準(zhǔn)和防護(hù)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(yán)峻且普遍存在的話題，其物理特性帶來的易燃風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致世界各國各類規(guī)模的火災(zāi)和安全事故屢有發(fā)生，造成了不同程度的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。例如，在2024年5月15日，全球最大的電池儲能項(xiàng)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(zāi)，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(bào)道，這場火災(zāi)至少復(fù)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(shè)施遭遇火災(zāi)，導(dǎo)致2名消防員在滅火過程中受輕傷。火災(zāi)現(xiàn)場濃煙遮天蔽日，為此，附近的高速公路在晚間11點(diǎn)半至次日5點(diǎn)半期間被迫完全關(guān)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(dāng)?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?fù)錅缁鹧娌⒆柚够饎萋印?rdquo;雖然事故并未造成人員傷亡，還是引起了當(dāng)?shù)鼐用竦膿?dān)憂。另外，美國亞利桑那州電動自行車火災(zāi)以及澳大利亞新南威爾士州頻發(fā)的鋰離子電池火災(zāi)，這些事件不僅對當(dāng)?shù)孛癖姷娜松戆踩珮?gòu)成直接威脅，還造成巨大的財(cái)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(lǐng)域的需求激增，全球鋰電池市場進(jìn)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(zāi)，這一特性加之其復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制，對鋰電池的生產(chǎn)安全管理提出了極為嚴(yán)苛的要求。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，鋰離子電池的生產(chǎn)、運(yùn)輸、應(yīng)用、回收等各個環(huán)節(jié)，都潛藏著火災(zāi)事故的風(fēng)險(xiǎn)。中國消防救援學(xué)院消防工程系副教授鄭斌在接受本刊采訪時詳細(xì)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(diǎn)：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(dǎo)致燃燒速度急劇加快。二是熱失控。當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生熱失控時，會引起一系列放熱的化學(xué)反應(yīng)。這些反應(yīng)相互促進(jìn)，使溫度急速上升，進(jìn)而加速化學(xué)反應(yīng)的速度，形成惡性循環(huán)。三是可燃?xì)怏w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(xué)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(xiǎn)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(dǎo)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(yīng)。當(dāng)鋰電池遭遇熱失控，會觸發(fā)一系列鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。起初是SEI膜（固體電解質(zhì)界面膜）的分解放熱反應(yīng)，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(yīng)、陰極材料與電解質(zhì)反應(yīng)、電解質(zhì)的自分解反應(yīng)，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(qiáng)也會不斷升高。當(dāng)電池單元內(nèi)部的壓力達(dá)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(jìn)程深化，進(jìn)入擴(kuò)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(bào)道，韓國涉事電池廠當(dāng)時儲存了大約3.5萬個鋰電池成品。此次火災(zāi)導(dǎo)致嚴(yán)重人員傷亡，并且滅火行動耗時長達(dá)22個小時，究其原因，與鋰電池獨(dú)特的燃燒特性緊密相關(guān)。這些特性顯著地加大了救援難度、加重了災(zāi)害后果。鋰電池的生產(chǎn)是一項(xiàng)技術(shù)要求高且流程復(fù)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(diǎn)：一是物料易燃易爆，風(fēng)險(xiǎn)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(xué)物質(zhì)，如N-甲基吡咯烷酮（NMP）、碳酸二甲酯（DMC）等有機(jī)溶劑；電解質(zhì)LiPF6遇水極易分解，生成劇毒的氟化氫HF；正負(fù)極材料的微粉若擴(kuò)散，亦有引發(fā)粉塵爆炸的潛在風(fēng)險(xiǎn)。二是鋰電池儲量大，火災(zāi)后果嚴(yán)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(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。大量鋰電池的集中儲存，導(dǎo)致熱失控風(fēng)險(xiǎn)高，如三元鋰電池?zé)崾Э睾笱杆偕郎亍⑷紵土�，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?xì)怏w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(shè)想。三是建筑空間結(jié)構(gòu)復(fù)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(fù)雜，如極片制造過程中的混料到切片工段常常連續(xù)設(shè)置，其長度可達(dá)100米。在電芯的生產(chǎn)流程中，按照潔凈廠房的標(biāo)準(zhǔn)，需設(shè)置空氣凈化系統(tǒng)，導(dǎo)致吊頂上方的氣、液、物料管線全廠連通，形成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生火災(zāi)，高溫?zé)煔馊菀拙奂�，救援處置難度大。安全培訓(xùn)與火災(zāi)應(yīng)對教育缺失盡管鋰電池引發(fā)火災(zāi)的潛在風(fēng)險(xiǎn)及其危害程度已經(jīng)引起了業(yè)內(nèi)外的高度關(guān)注，其破壞力和應(yīng)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(zāi)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(guān)鍵因素，即安全管理、設(shè)施布局，以及員工培訓(xùn)等方面存在不足。在一段廣為網(wǎng)絡(luò)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�(zāi)發(fā)生后，一位曾在一樓工作的電池廠員工對媒體透露，火災(zāi)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(guān)消防安全的培訓(xùn)。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(zāi)并非源于鋰電池，任何建筑物遭遇火災(zāi)時，濃煙會迅速擴(kuò)散，立即形成一個危機(jī)四伏、視線受阻的險(xiǎn)惡環(huán)境，且火災(zāi)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?yàn)槲肓擞卸緹熿F而死亡。因此，建立一套高效運(yùn)行的煙霧報(bào)警系統(tǒng)顯得至關(guān)重要，比如安裝高靈敏度的煙霧探測器，并定期檢查維護(hù)，是預(yù)防工業(yè)園區(qū)等場所火災(zāi)悲劇的第一道堅(jiān)固防線。此外，工廠建筑通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，也需考慮火災(zāi)時緊急排煙功能，以便在火災(zāi)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(xùn)，或缺乏實(shí)戰(zhàn)演練經(jīng)驗(yàn)，對緊急疏散路徑不熟悉，便如同迷霧中的障礙，嚴(yán)重阻礙他們及時有序地逃離險(xiǎn)境。面對快速蔓延或閃燃型火災(zāi)，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(dǎo)致人員重大傷亡的悲劇。網(wǎng)絡(luò)視頻中濃煙滾滾的畫面，真實(shí)反映了災(zāi)難的慘烈，而幸存工人的證言，揭示了該工廠消防安全培訓(xùn)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(yīng)急準(zhǔn)備的投入與重視，確保能夠快速響應(yīng)、迅速疏散，并實(shí)施嚴(yán)格的安全防護(hù)措施，以減少甚至避免火災(zāi)造成的傷亡，保障人員生命安全。技術(shù)轉(zhuǎn)型升級+全生命周期嚴(yán)格管理韓國電池工廠火災(zāi)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(guān)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(shè)施從藍(lán)圖構(gòu)想、實(shí)體建設(shè)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(shí)踐，在新能源發(fā)展的浪潮中堅(jiān)守安全底線，共同反思并加固這道守護(hù)科技與生命安全的防火墻。當(dāng)前，鋰電池安全問題依然是一項(xiàng)亟待攻克的難題，徹底根除鋰電池火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)仍面臨挑戰(zhàn)。能夠在源頭上減少熱失控風(fēng)險(xiǎn)的新材料新技術(shù)的研發(fā)探索，仍處于科研攻堅(jiān)階段，加之鋰電池火災(zāi)的撲救具有復(fù)雜性和特殊性，因此，應(yīng)將更多的精力投入到預(yù)防措施和監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)上，通過在鋰電池設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用和回收的全生命周期中實(shí)施嚴(yán)格的安全管理，強(qiáng)化監(jiān)測預(yù)警機(jī)制，定期進(jìn)行維護(hù)檢查，以及對相關(guān)人員提供全面的消防安全培訓(xùn)，從而將隱患消弭于未然，確保即使在面對火災(zāi)等緊急狀況時，也能夠最大限度地減少損失，保護(hù)人員安全。為加強(qiáng)鋰電池行業(yè)管理，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)加速轉(zhuǎn)型升級，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)，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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（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(qiáng)鋰電池領(lǐng)域的消防安全管理，精準(zhǔn)防范化解鋰電產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的消防安全風(fēng)險(xiǎn)。鑒于韓國鋰電池工廠火災(zāi)事故的教訓(xùn)，針對后續(xù)鋰電池行業(yè)可以采取的改進(jìn)措施或建立的排查機(jī)制，以降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率，鄭斌給出如下建議：一是完善責(zé)任體系，強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)管控。鋰電池生產(chǎn)和儲存企業(yè)需加強(qiáng)消防安全主體責(zé)任落實(shí)，全面實(shí)行消防安全責(zé)任制，明確界定各級、各部門、各崗位消防安全職責(zé)，確定各級、各部門的消防安全責(zé)任人員，構(gòu)建消防安全風(fēng)險(xiǎn)分級管控和隱患排查治理的雙重預(yù)防機(jī)制。對鋰電池生產(chǎn)與儲存過程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評估，并針對性制定風(fēng)險(xiǎn)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(yàn)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(bào)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(diǎn)部位，設(shè)置醒目的警示標(biāo)識，實(shí)施特別防范和重點(diǎn)管控措施。二是加速技術(shù)創(chuàng)新，強(qiáng)化質(zhì)量控制。加大在鋰電池安全技術(shù)研發(fā)上的投入，致力于研發(fā)更安全的電池材料與設(shè)計(jì)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(jìn)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(bào)警器和溫度監(jiān)控裝置，確保一旦發(fā)生火災(zāi)能迅速響應(yīng)。嚴(yán)格遵循國際及國內(nèi)的安全標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，保障產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)流程的安全性。實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序，確保每一塊電池在出廠前均達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。三是嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化安全監(jiān)管。政府應(yīng)針對生產(chǎn)和儲存鋰電池的企業(yè)制定嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施全過程監(jiān)管。事前預(yù)防措施至關(guān)重要，確保企業(yè)在生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸各環(huán)節(jié)采取有效的防火分隔、防爆措施及滿足通風(fēng)需求。鋰電池生產(chǎn)廠房和存儲區(qū)域要遠(yuǎn)離火源、易燃物質(zhì)及其他潛在爆炸點(diǎn)，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(fēng)系統(tǒng)，以減少易燃?xì)怏w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(yīng)設(shè)于獨(dú)立的防火分區(qū)內(nèi)，或與關(guān)鍵設(shè)備保持安全距離，以防火勢擴(kuò)散。生產(chǎn)過程中務(wù)必遵循安全生產(chǎn)規(guī)范，采用防火、防爆設(shè)計(jì)與施工標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)線應(yīng)配置可燃?xì)怏w檢測報(bào)警系統(tǒng)及防靜電設(shè)施。電解液儲存區(qū)、鋰粉倉庫等特殊區(qū)域，應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范，確保溫度、濕度適宜，并實(shí)施預(yù)警措施。建立常態(tài)化的安全檢查機(jī)制，定期對電池生產(chǎn)線、存儲設(shè)施及消防設(shè)施進(jìn)行檢查和維護(hù)保養(yǎng)。四是提升安全意識，加強(qiáng)處置能力。強(qiáng)化員工對鋰電池安全特性的培訓(xùn)，確保每一位員工都充分了解鋰電池的潛在危險(xiǎn)及正確的處置方法。鋰電池生產(chǎn)、儲存企業(yè)應(yīng)制定科學(xué)合理的滅火及應(yīng)急疏散預(yù)案，預(yù)案須覆蓋火災(zāi)報(bào)警、初期火災(zāi)撲救、人員疏散、應(yīng)急物資準(zhǔn)備、后期處置等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。定期組織預(yù)案演練，并對演練效果進(jìn)行評估與總結(jié)，持續(xù)提升應(yīng)急處置能力。建立健全鋰電池行業(yè)火災(zāi)事故的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，明確事故處理中各方的職責(zé)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(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，建立事故后的恢復(fù)重建機(jī)制。
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