CAT蓄电池锂电池车间火灾危险性浅析

摘要：锂电池车间火灾危险性类别的确定，跟原材料， 与工艺生产设备以及措施，和成品测试方法以及措施等各个方面，均存在极为重要的关联，本文从生产层面以及测试层面两个方面，简要叙述锂电池的建筑火灾危险性类别。

关键词：锂电池，火灾危险性，生产，测试

 

近年来，我国新能源汽车行业呈现出蓬勃发展的态势，在此背景下，电动汽车的动力电池行业也踏入了高速发展的阶段，期间，电池项目的规模以及数量都在迅速地增长，如此一来，锂电池车间所具备的火灾危险性特点便给建筑工程设计带来了崭新的要求。

对锂电池充电之际，电池正极生成的锂离子借助电解液向着负极材料的微孔运动，嵌入的锂离子数量越多，充电容量便越高。使用电池之时，负极材料里的锂离子脱离，又朝着正极运动回去，回到正极的锂离子越多，放电容量即越高。锂离子电池的电解液在当中发挥了极为重要的作用。近些年来，伴随科学技术的进步，锂离子电池注液技术有了极大的提升，控制系统、泄露报警设施的安全可靠性同样取得了显著的进步与提高。注液设备装锂离子电池，配置有泄漏报警装置，还有排放超浓度报警装置，以及连锁控制装置等，电解液供应管路有条紧急切断阀，一旦出现事故，一旦遭遇火情，它会自动切断来电解液供应，注液间依照建筑特点设置泄露报警装置，设置事故排风连锁控制装置等安全技术措施 。

不低于二级是锂离子电池工厂应具备的耐火等级，生产车间里，电解液储存间、配送间以及注液区生产的火灾危险性，是依据电解液的火灾危险性特征来确定的。当电解液具有甲乙类的火灾危险性特征，然而电池注液区面积小于1000平方米，并且内部生产设备处于密闭状态，电解液是通过管道进行输送，同时还采用了浓度检测泄漏报警、自动连锁切断、独立通风以确保房间浓度≤5%LEL（Lower Explosive Limit）、事故排风换气次数不小于12次/小时等一系列措施之时，其火灾危险性为丙类。

电解液储存间，是有爆炸危险的区域，应靠建筑的外墙布置，以便直接向外泄压，储量不宜超过1昼夜的需要量。配送间，同样是有爆炸危险的区域，要靠建筑的外墙布置。为减少爆炸产生的破坏作用，防止或减少爆炸对其他生产部分的破坏和人员伤亡。为防止地面摩擦打出火花引起爆炸，应采以导静电的不发火地面。

电解液储存间存在爆炸危险，电解液配送间也存在爆炸危险，其与相邻房间区域，应采用耐火极限不低于3.0小时的不燃烧体防爆墙进行分隔，防爆墙上不可以开设门窗洞口，若设置门斗使之相通时，对应的门就要错位布置，门斗的隔墙应为耐火极限不低于2.0小时的防火隔墙，门应采用甲级防火门。该房间需要设置泄压设施，泄压设施适宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等，应采用安全玻璃等在爆炸时不会产生尖锐碎片的材料。设置泄压设施的时候，应当避开人员密集的场所，以及主要的交通道路 ，并且最好靠近有着爆炸危险的部位 。当作泄压设施的轻质屋面板，还有墙体的质量，不适合大于60公斤每平方米 。屋顶之上的泄压设施，需要采取防止冰雪积聚的措施 。泄压面积的计算公式是A等于10CV 。^2/3分别有着，其中。A是泄压的面积，单位为㎡，V代表房间的容积，单位是m³，C为泄压比，其取值要按。《建筑设计防火规范》（也就是2018年版）GB 50016 - 2014第3.6.4条来执行。然而，当厂房的长径比是大于3的情况下，要把建筑划分成。长径比不大于3的多个计算段，各计算段当中的公共截面。是不可以作为泄压面积的。

储存间以及配送间，针对不发火花建筑地面材料，还有不发火花性能测试，是应当要满足《建筑地面工程施工质量验收规范》GB 50209附录里表明的要求的。导静电地面是由导静导体材料所构成的，在其使用期之内，电极对地的电阻值应该稳定在大于5.0x10 。⁴Ω，小于1.0x10⁶在Ω的那种范围之内。储存间以及配送间的各个部位的，那些做建筑装修使用的材料的燃烧等级，其中涵盖其顶棚、墙面、地面、隔断这些部分，都应当是A级不燃的材料。除此之外，在房间的门口位置还应该去设置静电消除仪，就在人员进入到放房间这个行为发生的时候，把人员所带的静电给消除掉，其内部要配备洗眼器，以此来保护操作人员，一旦出现问题能够及时去清洗面部和眼部 。

电池生产时，氮甲基吡咯烷酮也就是NMP要回收利用，鉴于NMP蒸汽是爆炸性气体，出于安全考量，其排风系统得采取相应防爆措施，要依照防爆系统设计，如此保证了系统安全，防止NMP蒸汽积聚，不然会引发火灾与爆炸，带来人员伤亡和财产损失的危害。

电池注液后，有开口静置工序，此工序是在一定干燥环境温度当中，针对着未封口的电池去进行静置，以此促进电解液吸收。开口静置时的那个过程，要采取独立通风，还要进行浓度检测，并且要有连锁报警，从而确保房间浓度小于等于5%LEL，事故换气次数大于等于12次/小时。开口静置这一生产工序若满足以上条件，其火灾危险依照丙类生产 。

电池静置之后的化成这一工序，它可分为开口化成以及闭口化，化成工序所采用的是分离式设备并且其高度小于3米，又或者是连体的高位货架超出3米，并且该货架本身带有灭火装置，在这个过程里面个别电池存在发热、冒烟以至燃烧的现象，所以一定要采取相应的安全措施。

开口化成，乃是于干燥环境下，电池未充分密封之际所开展的化成，需采取诸如开口静置这般的措施，要实施独立通风、浓度检测以及连锁报警，以此确保房间浓度小于等于5%LEL，事故换气次数大于等于12次/小时。开口化成生产工序若满足上述条件，其火灾危险界定为按照丙类生产。

闭口化成，是于电池完全密封状况下开展化成，采取系列措施去做：墙壁需是阻燃材质或者不燃材质，要有独立通风且与烟温感形成连锁，事故通风能力要达到每小时十二次。闭口化成生产工序符合以上这些条件，其火灾危险依据丙类生产来界定 。

老化工序，乃是化成之后于特定温度下的电池静置。当运用不超过7米的分散式货架之时，应当采取的举措为：墙壁运用阻燃或者不燃材料，设有能够独立通风且与烟温感相连锁的装置，事故通风能力达12次/小时，在常规生产以及异常救援之际燃气浓度要不超过5%LEL；当采用超过7米的高位连体货架，借助堆垛机进行操作时，还得增添货架自身所带有的灭火装置。老化工序若是满足以上相应条件，其火灾危险依照丙类生产 。

锂离子电池化成区域，应采用耐火时间为2.0小时的防火隔墙与其他部位分隔，锂离子电池老化区域，也应采用耐火时间为2.0小时的防火隔墙与其他部位分隔，同时都应用耐火时间为1.5小时的楼板与其他部位分隔，当隔墙上需要开设相互连通的门时，应采用甲级防火门。成品电池乃是合格的锂离子电池或电池组，电池的成品包装区的火灾危险性属于丙类，成品库应当具备良好的防排烟系统，并且设置有故障连锁报警装置。

那些处于成品状态的电池，还得经历测试检验这一流程，而电动汽车的动力电池测试，又被划分成了这样的类别：性能方向的测试，以及安全方面的测试。

对电池进行性能测试，其涵盖：外观，极性，外形尺寸以及重量，室温下的放电容量，室温时的倍率放电容量，室温范围的倍率冲电容量，低温状况的放电容量，高温情形的放电容量，荷电保持与容量恢复能力，耐振动，储存。性能测试并不涉及那些有可能致使电池包性能或者使用寿命产生变化的实验内容，于实验流程中电池包不存在物理损伤，不冒烟，不起火，因而性能测试的火灾危险性类别判定为丙类 。

将电池进行安全性方面的测试，测试所涵盖的内容有，过放电的情况，过充电的情形，短路的状况，跌落的状态，加热的态势，挤压的情形，针刺的情况，海水浸泡的状况，温度循环的情形，低气压的态势。在安全测试的整个过程当中，是存在着物理损伤这种情况的，这种损伤有可能会致使冒烟，有可能会引发起火，甚至还有可能会出现爆炸的状况，它具备着比较大的火灾危险性，所以基于此，安全测试方面的火灾危险性类别界定为甲类 。电池存储仓库在安全测试完成之后，其火灾危险性属于甲类，安全测试完成后的电池，或者是需要报废处理的电池，都要在盐水中浸泡，目的是让电池完全放电，以此降低电池危险性，电池经过盐水浸泡后就不再带电，此时其存储仓库火灾危险性类别变为丙类。

根据中国化学与物理电源行业协会团体标准，锂离子电池的测试分成，非破坏性测试以及破坏性测试。密封式高温测试或者长循环次数测试，测试设备得采用抗爆或者泄爆举措。使用液压油当成动力的装置，其油品以及油管要采取防火办法。破坏性测试实验室的就近配备充足的灭火器材（专用的水箱、灭火毯）、个体防护装备（自助式呼吸器、防毒面罩、耐高温手套等）以及钳子等应急物品。破坏性测试操作控制台跟设备分开设置，操作控制台在实验室外面。每一房间区域的测试区，都应当单独去设计排烟系统，要保证其密封性，绝对禁止和其他系统共同使用管道、竖井 。

不需要破坏的那种电池测试，涵盖了这些方面，有容量方面，有循环寿命方面，有高低温冲击的状况，有真空模拟的情况，还有运输振动之类的，它在火灾危险这一块是属于丙类生产层级 。

要进行非破坏性的那样一种电池测试，这种测试涵盖短路、跌落、碰撞、挤压、针刺、火烧、浸水等属于破坏性这一类型的测试。要是测试间的墙壁选用不燃或者阻燃材料，具备独立通风以及烟雾连锁、故障报警功能，事故通风能力能达到每小时十二次，浓度未超过百分之五LEL，设备符合防火防爆功能方面的要求。倘若满足以上这些条件，那么其生产火灾危险性属于丙类，不然就是甲类，与此同时还需要考量防爆、泄压。破坏性测试的电池，常常会遭到破坏，进而释放出闪点属于甲乙类的电解液，一旦出现异常，还会释放烟雾、烃类气体，使得风险加剧，故而设备必须要满足防火防爆功能：测试设备自身设置了喷气或者喷水的灭火装置，设备所在区域拥有独立的抽风排烟装置，并且具备故障报警功能，设备自身要满足烃类气体的抗爆泄爆强度要求，其抗爆耐压不低于2MPa，泄爆开启压力不超过0.7MPa。

此文本凭借锂电池生产进程里各道工序以及测试阶段所施行的举措，以使它的生产火灾危险性类别依照丙类生产来开展设计，给往后有关工程供给了参考。 ， 。