鉅大LARGE | 點擊量：1974次 | 2018年05月13日
鋰電池全生命周期火災風險分析及防損說明
鋰離子電池因為其能量密度高、使用壽命長等特點，在消費電子和新能源汽車領域有著不可替代的作用。但同時，鋰離子電池火災危險性較高，容易發生起火爆炸。據不完全統計，2016年鋰電池產業相關起火事故有37起，分布在鋰離子電池的生產、運輸、應用、回收等各個環節。
因此，筆者針對鋰離子電池生命周期各階段進行初步的火災風險分析，并分享德國保險業協會GDV與德國專業安全協會VdS合作發布的鋰電池防損指南VdS3103的主要內容。
生產過程中的風險
鋰離子電池的生產是一種化學和機械加工。電池內部的電解液是易燃液體，電極是可燃材料。電池制成后，需進行電氣測試。在化成階段(即首次充電激活)，有可能因為內部短路、漏液、過充發生熱失控起火。高溫老化階段電池承受各種不同溫度也帶來火災危險性。
鋰電池全生命周期火災風險分析及防損指南
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
儲存中的風險
生產區域和儲存倉庫都有可能集中儲存電池半成品或成品。如貨架間距小，儲存密度高，一旦起火，火災擴散速度快，易發生爆炸。德國保險行業協會GDV與德國專業安全協會VdS于2016年5月發布鋰電池安全儲存的公告，將電池按容量大小分類，并給出相關安全指南，提出了堆積高度、面積、間距、消防系統設置等要求。本文將在后面詳細討論具體內容。
運輸過程中的風險
鋰電池大多在亞洲生產，運輸過程復雜，至少三分之一通過空運。過去10年，美國聯邦特種局FAA記錄了共121件涉及電池的事故(包括墜機)，大部分是鋰電池造成的。從2016年4月起，國際民航組織ICAO已禁止客機運輸鋰離子電池(UN3480)，但機組人員和乘客隨身攜帶的電子設備里的鋰電池除外。
使用過程中的風險
鋰電池在正常使用條件下是安全的，但如果電池發生過充、短路、碰撞、進水等情況，有起火爆炸的危險。如不能有效控制，甚至會導致電動車整車燃燒，給乘客生命安全帶來威脅。
充電過程中充電樁起火也是有可能的。儲能電池集中設置，容量大，如起火會造成設備斷電或燒毀，無法運行。
回收過程中的風險
回收的電池種類多樣，狀態不明，可能已損壞或有缺陷，極易因短路，漏液、進水等原因起火，更需注意采取安全措施。
鋰電池防損指南VdS3103
2016年5月，德國保險業協會GDV與德國專業安全協會VdS合作發布鋰電池防損指南VdS3103。該指南主要針對企業生產和儲存區域里鋰電池的儲存和供應提供了防損建議。筆者對該指南擇其重點進行了翻譯并總結，現分享如下。
在該指南中，鋰電池按成分分為鋰金屬電池(一次電池/原電池)和鋰離子電池(二次電池)，按容量和重量分為低容量、中容量、高容量電池。
以常見的鋰離子電池為例，容量100Wh或以下的電池為低容量，100Wh以上但重量小于或等于12kg的電池為中容量，100Wh以上且/或重量大于12kg的為高容量。
通用安全規則
下列安全規則任何時候都應遵守：
遵照制造商提供的使用說明以及產品技術數據表
防止外部短路(如避免電池接線端子短路)
防止內部短路(避免機械損傷)
不要直接暴露于高溫或熱源的輻射中，如陽光照射。
在沒有安裝自動滅火系統的區域里，與其它可燃物保持至少2.5米的間距。
立即從生產和存儲區域移除損壞的或有缺陷的電池，暫時放置在安全距離外，或存儲在單獨的安裝了消防系統的區域里等待處理。
只有按照UN38.3標準進行測試過的電池才能正常儲存(經過風險評估后的產品原型除外)。
特定安全規則
低容量電池
參照通用安全規則即可。如一個區域中存儲數量過大(體積7立方米以上或超過6個歐洲托盤)，參照中容量電池。
中容量電池
中容量電池存儲區需與其它區域保持至少5米的間距，或結構上采取了防火阻燃措施。避免與其它會充當助燃劑的產品混合存儲。存儲區域應該有火災探測報警系統監控，該報警系統連接到有人值守的監控中心。如果使用滅火系統，考慮采用產品數據表中建議的滅火藥劑。如一個區域中存儲數量過大(占地面積60平米以上且/或存儲高度超過3米)，參照高容量電池。
高容量電池
目前尚沒有可對高容量電池充分保護的可靠信息。因此，應根據每個案例的具體情況與保險公司協商制訂安全措施。
可能的措施包括：
隔離并限制數量
存儲在獨立的防火阻燃區域或保持安全距離(5米間距以上)
自動滅火系統
生產區域里的供給
如果生產區域中需要存儲電池，應滿足下列條件：
存儲數量降到最低(僅存儲每日所需的使用量)
準備足夠的滅火器材(滅火器、消火栓)
