痛心韓國電池廠火災(zāi)，該如何處置鋰電生產(chǎn)企業(yè)火災(zāi)事故,？
當(dāng)?shù)貢r間6月24日,，韓國京畿道華城市Aricell電池廠發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi),。截至25日，據(jù)央視新聞報道,，事故已造成23人死亡,，初步判斷其中有中國公民17人、老撾公民1人,、韓國公民5人,，另有8人在事故中受傷,。
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事發(fā)時，位于廠房二樓堆放電池成品的區(qū)域突然冒出白煙,，察覺到異常的現(xiàn)場工作人員隨即開始尋找冒出白煙的電池組,，在發(fā)現(xiàn)白煙并挪動電池組的過程中，電池堆放區(qū)域開始燃燒并發(fā)生爆炸,，煙霧瞬間大量蔓延?，F(xiàn)場工作人員試圖用滅火器撲滅火情，但未能成功,，大量煙塵伴隨著爆炸和火光吞噬了整個車間,，位于二層的工作人員最終未能及時逃出。
另一段拍攝于廠房外面的視頻顯示,，覺察到異樣的位于廠房一層的工作人員逃離到戶外,，而僅僅十幾秒后，監(jiān)控鏡頭便被彌漫的煙霧完全覆蓋,。
火災(zāi)發(fā)生時現(xiàn)場火勢猛烈,，并伴隨著鋰電池爆炸的聲響。記者在距離事發(fā)現(xiàn)場300米左右外的草坪附近依舊能看到很多被燒焦的鋰電池外殼,。
面對鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)火災(zāi)事故,，應(yīng)該如何處置呢？
鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)火災(zāi)事故具有以下特點：
1）鋰電池容易發(fā)生熱失控,。鋰離子電池在化成后處于帶電狀態(tài),，極易發(fā)生熱失控。研究表明,，電池的SOC（State of Charge）越高,，在熱沖擊條件下發(fā)生熱爆炸的時間越短，電池表面的最高溫度也越高,。當(dāng)SOC接近100%時,，燃燒速率和爆炸強度約為SOC為25%時的2.5倍。
2）貨架能量集中,?；伞⒎秩?、儲存等環(huán)節(jié)通常采用高架倉庫,、生產(chǎn)框架等形式進行設(shè)置。如果在廠房通道堆放半成品,、成品及瑕疵電池,，這進一步增加了熱失控、貨架倒塌,、高壓觸電,、爆炸沖擊等風(fēng)險,。
3）不同正極材料的鋰電池?zé)崾Э乇憩F(xiàn)有所不同。三元材料在熱失控時會迅速升溫并猛烈燃燒,，容易發(fā)生電池解體連鎖爆炸,。而磷酸鐵鋰材料燃燒不完全，會產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w產(chǎn)物和熱量,，容易在有限空間內(nèi)引發(fā)混合氣體爆炸,。
4）物料管理復(fù)雜,，安全風(fēng)險控制具有挑戰(zhàn)性,。鋰離子電池生產(chǎn)涉及多種危險物料和敏感工藝。例如,，使用有毒,、易燃易爆的化學(xué)品如NMP（N-甲基吡咯烷酮）、DMC（碳酸二甲酯）,，以及容易水解成HF（氟化氫）的LiPF6電解質(zhì),。
5）建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安全隱患顯著,。電池廠一般都是大型跨度和潔凈室的結(jié)合體,。為了保障生產(chǎn)的連續(xù)性和規(guī)模，極片制作工序（混料-切片）可能需要設(shè)置長達100米的生產(chǎn)線,。高低吊頂設(shè)計,。為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，電芯生產(chǎn)通常在設(shè)有空氣凈化系統(tǒng)的潔凈室內(nèi)進行,，這要求較高的層高（6～8米）,。為利用空間，部分過高的空間會通過吊頂封閉,，使層高降至約3米,，而吊頂上方則布滿了氣、液,、物料管線,。內(nèi)部空間分隔復(fù)雜。鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)的建筑內(nèi)部通道布局復(fù)雜,，存在多棟廠房通過連廊相連,，形成“廠中廠”的結(jié)構(gòu)，這增加了安全風(fēng)險,。
6）防火設(shè)計存在缺陷,，火勢蔓延速度快。企業(yè)內(nèi)部的全自動物流通道,、物料輸送管線和管道地溝貫穿多個生產(chǎn)車間和樓層,，缺乏有效的防火隔離,，導(dǎo)致一旦發(fā)生火災(zāi)，熱量大量積累,，高溫?zé)煔馐沟脵C械排煙系統(tǒng)失效,，極易引發(fā)結(jié)構(gòu)坍塌。對于鋰離子電池生產(chǎn)中的化成,、老化,、成品庫等高風(fēng)險環(huán)節(jié)，并未明確定義為爆炸風(fēng)險場所,，相關(guān)的爆炸風(fēng)險和后果也沒有明確規(guī)定,。
鋰離子電池生產(chǎn)工序處置要點
在企業(yè)生產(chǎn)流程中，每個階段都面臨著各種風(fēng)險,，這些險情隨著工序的不同而有所差異,。在電池組裝之前，主要的風(fēng)險集中在原料和生產(chǎn)工藝的不穩(wěn)定性上,，包括了混合過程中可能涉及的危險物質(zhì),，如NMP（溶劑），涂敷步驟中可能涉及的有害氣體,，以及注液步驟中可能出現(xiàn)的電解液問題等,。
當(dāng)產(chǎn)品基本制造完成后，鋰電池的生產(chǎn)面臨一個重大的風(fēng)險,，即熱失控現(xiàn)象,。熱失控是電池溫度無法控制地升高，可能導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸,，對生產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅,。因此，在鋰電池生產(chǎn)過程中,，防止熱失控成為核心的安全挑戰(zhàn),。
初期災(zāi)情—單體電池發(fā)生熱失控 ，未蔓延至周邊貨架
采取以工藝處置為主,、消防處置為輔的技戰(zhàn)術(shù)措施,。一是斷電排險。第一時間切斷光伏發(fā)電及儲能電站電源,；視情分區(qū)分段實施內(nèi)部斷電,，嚴(yán)禁隨意切斷事故廠房內(nèi)部電源，防止化成區(qū)自動處置措施因斷電失效,。二是啟動固定消防設(shè)施,。部分企業(yè)在老化貨架格倉內(nèi)設(shè)置水噴淋系統(tǒng)，進一步加強初期處置能力。第一時間啟動事故區(qū)域噴淋,、排煙等固定設(shè)施,，同時關(guān)閉空氣凈化系統(tǒng)，防止火勢隨管道蔓延擴散,。消防力量到場后確認(rèn)噴淋水泵接合器情況,，做好加強供給強度的準(zhǔn)備。三是釋放防火卷簾,。第一時間啟動防火卷簾,，盡可能將災(zāi)情控制在單個工藝段內(nèi)。到場力量在防火卷簾外側(cè)部署移動炮,、消防機器人陣地實施冷卻降溫,。四是啟動工藝本質(zhì)安全措施。針對常溫化成電池故障,，啟動自動滅火程序,，堆垛機將故障電池裝入密封艙內(nèi),，通過全氟己酮等氣體滅火系統(tǒng)進行全淹沒處置,，隨后由堆垛機放入應(yīng)急水池；針對高溫化成,，自動啟動氣體滅火系統(tǒng),，對高溫老化電池間進行全淹沒處置，水噴淋冷卻降溫配合氣體滅火系統(tǒng)進行,。
難控災(zāi)情—電池?zé)崾Э財U大至單個工序（化成,、倉儲），火勢未蔓延至其他區(qū)域
堅持“安全防御,、控制燃燒”的原則,，堵截火勢蔓延，處置過程中做好安全管控,，防止坍塌,、爆炸、中毒等情況,。
1）外部陣地設(shè)置,。利用消防車為噴淋接合器加壓供水，提高內(nèi)部噴淋冷卻強度,，控制火勢蔓延,。依托防爆墻設(shè)置大跨距舉高噴射消防車、車載炮壓制火勢 ,，避開門,、窗等泄爆面。
2）內(nèi)部陣地設(shè)置。原則上不內(nèi)攻,，確需內(nèi)攻滅火,、搜救人員、轉(zhuǎn)運重要物資時,，要滿足以下條件 ：一是事故部位噴淋已經(jīng)動作,，單個工序內(nèi)部電池火災(zāi)為可控狀態(tài)，通過監(jiān)測系統(tǒng)觀察大部分電池處于正常狀態(tài),；二是被困人員位置已經(jīng)明確,，且有生還可能。內(nèi)攻作業(yè)時,，盡可能采用自擺炮,、遙控炮、機器人等無人化裝備部署陣地,；對未著火的建筑或區(qū)域設(shè)置水幕分隔保護,，同時加強管道排水。通道選擇方面,，盡可能縮短內(nèi)攻距離,，根據(jù)工藝段優(yōu)先選擇從應(yīng)急門進入，如未設(shè)置應(yīng)急門 ,，視情破拆墻體,，開辟進攻通道。
3）煙氣控制,。堅持“以固為主,、以移為輔”的原則，優(yōu)先啟動建筑固定防排煙系統(tǒng),，確定排煙排熱部位和實施方法,，必要時調(diào)集挖掘機、強臂破拆車等大型機械設(shè)備進行破拆排煙,。對于單層平面一體化廠房,，可采用頂部破拆排煙；對于垂直立體式廠房 ,，采用水幕分隔著火區(qū)域,，對低溫?zé)煔膺M行分區(qū)排煙，降低內(nèi)攻通道上的煙氣濃度,。
4）供水保障,。通知相關(guān)部門增大管網(wǎng)壓力，按照“1 1 備”的原則調(diào)集遠程供水系統(tǒng),，保證火場供水持續(xù)不間斷,，調(diào)用灑水車等運水供水車輛作為火場供水補充。
5）人員搜救。利用消防控制室視頻快速確定被困人員位置,，在知情人指引下,，通過應(yīng)急通道內(nèi)攻搜救；如無應(yīng)急通道,，消防員可破拆墻體,，開辟內(nèi)攻搜救通道。
失控災(zāi)情—鋰離子電池化成,、倉儲區(qū)全部過火,，已經(jīng)失去內(nèi)攻控火條件
此階段，以外部射流控火和排煙降溫為主,，采取“全浸沒”戰(zhàn)法,。對于一層平面布局廠房，采取“沙土筑堤,、逐步翻埋,、冷卻推進、分割轉(zhuǎn)運”的戰(zhàn)術(shù)措施,。對于垂直分布式廠房,，采用多輛大跨距舉高噴射消防車交替掩護、抵近射水的戰(zhàn)術(shù)方法,，對燃燒區(qū)域進行冷卻控火,，對樓內(nèi)墻體進行降溫，樓內(nèi)冷卻積水要及時排除,，防止建筑坍塌。
電池倉庫處置要點
在上風(fēng)向利用舉高噴射消防車,、移動炮設(shè)置外部陣地,，使用沙袋、沙土等在物資倉庫周邊筑堤設(shè)防
,，防止流淌火,。利用長干線布置移動炮、機器人等力量進入內(nèi)部控制火勢,。受火勢威脅的原料倉庫,，要確保防爆制冷空調(diào)正常工作，開啟事故倉庫通風(fēng),，降低可燃?xì)怏w濃度,，并同時設(shè)置水幕陣地，阻隔鄰近熱輻射烘烤,。對于單體電池存放的倉庫,，可直接射水對電池進行冷卻降溫；對于模組或電池包倉庫，單個電壓已經(jīng)超過安全電壓,，不可盲目射水,。
本文針對企業(yè)化成后工序段不同災(zāi)情發(fā)展階段，提出了相應(yīng)的處置對策,，在綜合研判到位的基礎(chǔ)上,，充分利用企業(yè)應(yīng)急門作為內(nèi)攻通道，合理采用“固移結(jié)合,、控制燃燒,、排煙散熱”等技戰(zhàn)術(shù)方法，控制火勢發(fā)展蔓延,，并重點注意防觸電,、防中毒、防爆炸等事故,。
文獻來源：劉靖, 蘇忠波, 張延群. 鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)火災(zāi)事故處置對策[J]. 消防科學(xué)與技術(shù), 2024, 43 (01): 125-128.
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在反應(yīng)過程安全和反應(yīng)放大中的解決方案
過程安全與反應(yīng)風(fēng)險｜電池絕熱量熱儀
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反應(yīng)量熱儀是測量化學(xué)反應(yīng)過程中熱量變化的專業(yè)儀器。主要用于科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn),。當(dāng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,，系統(tǒng)中的物質(zhì)發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，這種能量通常以熱的形式釋放或吸收,。反應(yīng)量熱儀可以準(zhǔn)確測量和記錄這種熱量變化,，從而提供有關(guān)反應(yīng)熱力學(xué)性質(zhì)的重要信息，如反應(yīng)熱,、活化能,、反應(yīng)速率等。
反應(yīng)量熱儀的工作原理是基于熱平衡原理,。它通過精確控制和監(jiān)測反應(yīng)體系與環(huán)境之間的能量交換來計算反應(yīng)的熱效應(yīng),。根據(jù)不同的應(yīng)用要求和設(shè)計特點，反應(yīng)熱量計可分為多種類型,，如等溫RC,、絕熱RC、加速RC,、微量熱計等,。
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H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories成立于1987年,，總部設(shè)在倫敦,，在中國、美國,、德國,、意大利、印度擁有分公司,。全資的赫伊爾商貿(mào)（北京）有限公司于2020年在北京設(shè)立,。
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2001年成立的北京綠綿科技有限公司(簡稱：綠綿科技)以體現(xiàn)客戶服務(wù)價值為宗旨，以專業(yè)精神和技能為廣大實驗室分析工作者提供樣品前處理,、樣品制備及分析,、實驗數(shù)據(jù)精確分析和管理的全面解決方案，致力于協(xié)助客戶提高分析檢測的效率和水平,。
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